磷石膏常压无氯盐溶液法制备硫酸钙晶须

发布时间：2024-04-20 04:36

　　磷石膏(主要成分CaSO₄·2H₂O)是提取H₃PO₄的流程中,H2SO4分解磷矿产生的副产石膏,从环保和长远发展而言,磷石膏的再利用已事不宜迟。硫酸钙晶须(Calcium Sulfate Whisker,简写CSW)是一种低价无毒的多功能无机晶须,应用广泛,常做增韧补强材料、摩擦材料和造纸等等,制备CSW是磷石膏变废为宝的有效方法。一般常规制备办法需使用高浓度酸为介质或高压环境,因此本论文采用温和的常压盐溶液法,但此法一般以氯盐为介质,氯离子会对制备晶须及生产晶须制品过程中,所使用的金属元件产生腐蚀,增加设备维护成本。为防止晶须水化、增强与有机材料的相互容和性,一般还要对晶须进行改性处理,常规的改性步骤一般先制备CSW成品,再进行改性处理,即先制备后改性,过程繁琐。针对这一系列问题,本课题主要研究了在常压无氯盐溶液中,将磷石膏溶解重结晶制备CSW的最佳工艺参数;探讨了硝酸盐和硫酸盐对CSW生成速率、晶体形貌的影响;提出了常压无氯盐溶液一步法制备及改性CSW,并成功制备出了疏水性CSW。在CSW的最...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1预处理磷石膏SEM图

原状磷石膏购自四川宏达股份有限公司，粉末状，呈灰褐色，pH值为3.0，自由水含量约为18.2%。原状磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O，含有部分磷酸氢钙、可溶磷、可溶氟等杂质。将原状磷石膏经45℃烘干、球磨之后，陈化24h，掺入0.4%生石灰，二次陈化24h，得到预处....

图2不同Ca(NO3)2质量分数下试样结晶水含量

为探究Ca(NO3)2质量分数对磷石膏转化为半水硫酸钙晶须的影响，设置磷石膏质量分数为12%，反应温度为103℃，pH值为3，改变Ca(NO3)2质量分数分别为25%、30%、35%、40%。样品结晶水含量（质量分数），见图2；采用SEM对样品形貌进行分析，结果见图3。图3不....

图3不同Ca(NO3)2质量分数下制备的试样SEM图

图2不同Ca(NO3)2质量分数下试样结晶水含量从图3可看出，随着Ca(NO3)2质量分数的增加，磷石膏转化为半水硫酸钙的速率逐渐加快，Ca(NO3)2质量分数为25%时，磷石膏8h内不能完全转化为半水硫酸钙。这是因为溶液中磷石膏脱水变成半水石膏的速率与水的活度有关，增加盐溶....

图4不同磷石膏质量分数下试样结晶水含量

为最大程度利用磷石膏，制备形貌优、长径比较佳的硫酸钙晶须。在Ca(NO3)2质量分数为30%，反应温度为103℃，pH值为3的情况下，改变磷石膏质量分数分别为8%、10%、12%、15%，考察磷石膏质量分数对硫酸钙晶须生成的影响。样品结晶水含量，见图4；样品微观形貌，见图5。图....

本文编号：3958889