硫酸钠固废制备α-半水石膏及水化性能研究

发布时间：2021-04-20 09:37

　　石膏具有高强度、耐磨性好等特点,用于材料增韧,提高材料绝缘性能、耐火性能等领域有广泛应用前景,已成为新研究热点之一。对煤焦油深加工中工业酚洗涤、萘洗涤的副产物硫酸钠固废的回收利用,本论文以硫酸钠固废为原料,研究水热晶化法制备高强石膏工艺参数的影响,探讨研究了形貌、粒度对水化性能的影响。本文探讨了有机和无机晶型控制剂对α-半水硫酸钙晶须的影响。其中有机晶型控制剂是芳香酸和嵌段聚合物,无机晶型控制剂是Al3+。首先在未添加任何晶型控制剂时,采用正交试验,研究了时间、温度、硫酸钠与氯化钙的摩尔比对α-半水硫酸钙晶须的影响,实验结果表明反应时间4小时,反应温度95℃～105℃,硫酸钠与氯化钙反应摩尔比为1.0:1.0时可制备较短长径比、形貌较好的α-半水硫酸钙晶须;晶体有破损,尺寸不均匀,细小的颗粒。在此工艺的基础上,探讨了有机和无机晶型控制剂对α-半水硫酸钙晶须的影响。（1）添加晶型控制铝离子时,在不同反应时间和不同硫酸钠与硫酸铝摩尔比的条件下制备得到的α-半水硫酸钙晶须均为棒状,部分晶须呈六方长柱状晶体,晶体间有共生现象,晶体表面不光滑。当硫酸钠与硫酸铝摩尔比为1.0:0.25,可得到长径... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 工业固废分类以及人类面临的挑战
    1.2 硫酸钠固废及其工艺来源
        1.2.1 硫酸钠固废
        1.2.2 硫酸钠固废工艺来源及应用途径
    1.3 石膏材料
        1.3.1 石膏材料的分类
        1.3.2 硫酸钙晶须的概况
        1.3.3 高强石膏的制备方法
            1.3.3.1 晶须的制备机理
            1.3.3.2 水热法制备硫酸钙晶须
            1.3.3.3 蒸压法制备硫酸钙晶须
            1.3.3.4 常压盐溶液法制备硫酸钙晶须
            1.3.3.5 干闷法制备硫酸钙晶须
            1.3.3.6 陈化法制备硫酸钙晶须
            1.3.3.7 其它方法制备硫酸钙晶须
    1.4 课题背景及研究意义
        1.4.1 课题的研究意义
        1.4.2 研究的主要内容
        1.4.3 课题的创新之处
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验试剂
    2.3 实验仪器
    2.4 实验方法
    2.5 测试与表征
        2.5.1 扫描电子显微镜测试（SEM）
        2.5.2 差热热重分析（TG/DTA）
        2.5.3 X射线衍射分析（XRD）
        2.5.4 傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）
        2.5.5 结晶水含量测定
        2.5.6 粒度分析
        2.5.7 标准稠度需水量测定
        2.5.8 凝结时间测定
        2.5.9 强度测定
    参考文献
3+对α-半水石膏的制备及表征">第三章 无机高价阳离子Al³⁺对α-半水石膏的制备及表征
    3.1 正交实验制备α-半水石膏
        3.1.1 反应时间对α-半水石膏的影响
        3.1.2 反应温度对α-半水石膏的影响
        3.1.3 反应摩尔比对α-半水石膏的影响
        3.1.4 小结
3+对α-半水石膏的影响">    3.2 无机高价阳离子Al³⁺对α-半水石膏的影响
3+对α-半水石膏影响的XRD表征">        3.2.1 Al³⁺对α-半水石膏影响的XRD表征
            3.2.1.1 不同反应时间的α-半水石膏的XRD表征
3+摩尔量的α-半水石膏的XRD表征">            3.2.1.2 不同Al³⁺摩尔量的α-半水石膏的XRD表征
3+对α-半水石膏影响的SEM表征">        3.2.2 Al³⁺对α-半水石膏影响的SEM表征
            3.2.2.1 不同反应时间的α-半水石膏的SEM表征
            3.2.2.2 不同反应摩尔比的α-半水石膏的SEM表征
3+对α-半水石膏影响的热重分析（TG/DTA）">        3.2.3 Al³⁺对α-半水石膏影响的热重分析（TG/DTA）
3+对α-半水石膏影响的FT-IR表征">        3.2.4 Al³⁺对α-半水石膏影响的FT-IR表征
        3.2.5 小结
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 有机晶型控制剂对α-半水石膏的影响及表征
    4.1 芳香酸对α-半水石膏的影响
        4.1.1 苯甲酸钠对α-半水石膏的影响
            4.1.1.1 苯甲酸钠对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.1.2 苯甲酸钠对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.1.3 苯甲酸钠对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.1.4 苯甲酸钠对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.1.5 小结
        4.1.2 邻苯二甲酸氢钠对α-半水石膏的影响
            4.1.2.1 邻苯二甲酸氢钠对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.2.2 邻苯二甲酸氢钠对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.2.3 邻苯二甲酸氢钠对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.2.4 邻苯二甲酸氢钠对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.2.5 小结
        4.1.3 顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐对α-半水石膏的影响
            4.1.3.1 顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.3.2 顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.3.3 顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.3.4 顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.3.5 小结
        4.1.4 间苯二甲酸对α-半水石膏的影响
            4.1.4.1 间苯二甲酸对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.4.2 间苯二甲酸对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.4.3 间苯二甲酸对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.4.4 间苯二甲酸对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.4.5 小结
        4.1.5 对苯二甲酸对α-半水石膏的影响
            4.1.5.1 对苯二甲酸对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.5.2 对苯二甲酸对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.5.3 对苯二甲酸对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.5.4 对苯二甲酸对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.5.5 小结
        4.1.6 1,3,5-苯三甲酸对α-半水石膏的影响
            4.1.6.1 1,3,5-苯三甲酸对α-半水石膏的影响XRD表征
            4.1.6.2 1,3,5-苯三甲酸对α-半水石膏的影响SEM表征
            4.1.6.3 1,3,5-苯三甲酸对α-半水石膏的影响FT-IR表征
            4.1.6.4 1,3,5-苯三甲酸对α-半水石膏的影响TG/DTA分析
            4.1.6.5 小结
    4.2 嵌段聚合物对α-半水石膏的影响
127对α-半水石膏的影响">        4.2.1 F₁₂₇对α-半水石膏的影响
127对α-半水石膏的影响XRD表征">            4.2.1.1 F₁₂₇对α-半水石膏的影响XRD表征
127对α-半水石膏的影响SEM表征">            4.2.1.2 F₁₂₇对α-半水石膏的影响SEM表征
127对α-半水石膏的影响FT-IR表征">            4.2.1.3 F₁₂₇对α-半水石膏的影响FT-IR表征
127对α-半水石膏的影响热重（TG/DTA）分析">            4.2.1.4 F₁₂₇对α-半水石膏的影响热重（TG/DTA）分析
123对α-半水石膏的影响">        4.2.2 P₁₂₃对α-半水石膏的影响
123对α-半水石膏的影响XRD表征">            4.2.2.1 P₁₂₃对α-半水石膏的影响XRD表征
123对α-半水石膏的影响SEM表征">            4.2.2.2 P₁₂₃对α-半水石膏的影响SEM表征
123对α-半水石膏的影响FT-IR表征">            4.2.2.3 P₁₂₃对α-半水石膏的影响FT-IR表征
123对α-半水石膏的影响热重（TG/DTA）分析">            4.2.2.4 P₁₂₃对α-半水石膏的影响热重（TG/DTA）分析
        4.2.3 小结
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 α-半水石膏水化性能的研究
    5.1 α-半水石膏的水化和硬化
    5.2 α-半水石膏的形貌和粒度的影响
        5.2.1 α-半水石膏标准稠度需水量
        5.2.2 α-半水石膏凝结时间
        5.2.3 α-半水石膏水化硬化体强度
    5.3 α-半水石膏硬化体XRD表征
    5.4 α-半水石膏硬化体的亚微观分析（SEM）
    5.5 α-半水石膏硬化体的热重分析（TG/DTA）
    5.6 α-半水石膏硬化体的元素分析（FT-IR）
    5.7 本章小结
    参考文献
第六章 结论
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]综合利用锂云母分解副产物硫酸钠制备碳酸氢钠的工艺探究[J]. 祝宏帅,贾贵斌.  矿冶工程. 2018(01)
[2]中温煅烧分离回收钒冶炼废渣硫酸铵与硫酸钠[J]. 谢世前,余江,陶红群,冉宗信,王亚婷,郭欣,彭炜东.  深圳大学学报(理工版). 2017(06)
[3]高强石膏的制备工艺研究[J]. 邓召,杨昌炎,余洋,周盼,丁一刚.  武汉工程大学学报. 2017(05)
[4]Hydrothermal synthesis of calcium sulfate whisker from flue gas desulfurization gypsum[J]. Chengjun Liu,Qing Zhao,Yeguang Wang,Peiyang Shi,Maofa Jiang.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[5]莫来石晶须的制备及其生长机理[J]. 邓先功,王军凯,张海军,李发亮,赵万国,黄仲,张少伟.  硅酸盐学报. 2016(06)
[6]EDTA对加压水热法制备α-半水磷石膏的影响[J]. 沈金水,卢都友,许仲梓.  硅酸盐通报. 2015(10)
[7]α-半水石膏的制备与应用研究进展[J]. 胡宏,何兵兵,薛绍秀.  新型建筑材料. 2015(04)
[8]癸二酸的制备及废水处理研究进展[J]. 李敢.  广州化工. 2015(07)
[9]固废硫酸钠的回收及再利用[J]. 张海城,宗凌.  甘肃科技. 2015(06)
[10]磺化三聚氰胺对α半水石膏水化进程、结构和性能的影响[J]. 赵辉,任小明,蒋涛,周威,涂照康,安健鑫,江莉莉.  湖北大学学报(自然科学版). 2015(02)

博士论文
[1]α半水石膏亚稳定特性及其在醇水溶液中的结晶规律及颗粒特性[D]. 蒋光明.浙江大学 2015

硕士论文
[1]氯化钙废液制备硫酸钙晶须工艺研究及工艺设计[D]. 马园园.河北科技大学 2018
[2]高强石膏的制备及其防水性能研究[D]. 邓召.武汉工程大学 2017
[3]水热法制备半水硫酸钙晶须及其长径比的可控研究[D]. 方羊.合肥工业大学 2017
[4]硫酸钙纳米晶须的制备及其工艺条件研究[D]. 王仲汉.合肥工业大学 2016
[5]Silicalite-1晶体形貌和尺寸的调控及MFI型分子筛膜的制备[D]. 鲁慧彬.浙江大学 2015
[6]硫酸钙晶须制备新工艺与应用研究[D]. 辜晓芸.成都理工大学 2012
[7]红外探测材料电阻温度特性的研究[D]. 翟于嘉.西安工业大学 2011
[8]常压酸化法制备无水硫酸钙晶须工艺研究[D]. 朱利文.山东科技大学 2010
[9]颗粒级配对α半水石膏水化和强度的影响[D]. 叶青青.浙江大学 2010
[10]水热法α-半水脱硫石膏制备工艺及转晶技术研究[D]. 林敏.重庆大学 2009



本文编号：3149438