r> 再次,含鹽酸溶液可以提高石膏溶解度,添加媒晶劑同時重結晶生產(chǎn)高純二水硫酸鈣晶須(添加媒晶劑控制硫酸鈣晶須的生長,以形成長徑比可控、晶體形貌完整的硫酸鈣晶須),解決冶金煙氣脫硫石膏帶來的環(huán)境問題,為冶金煙氣脫硫石膏提供新的應用途徑;最后,本發(fā)明能夠以白度約40%、硫酸1?含量70%左右的工業(yè)副廣石霄為原料,制備得到純白色的高純二水硫酸鈣晶須產(chǎn)品(純度多98%),有利于工業(yè)副產(chǎn)石膏的資源化利用和硫酸鈣晶須的產(chǎn)品開發(fā);
本發(fā)明方法所制備硫酸鈣晶須,二水硫酸鈣含量多99.00% (wt%),白度大于98%,直徑I μ m~4 μ m,長度 20 μ m~500 μ m,長徑比 10 μ m~100 μ m ;
本發(fā)明在常壓溫和條件下,利用重結晶原理,實現(xiàn)冶金煙氣脫硫石膏制備高附加值二水硫酸鈣晶須的資源化利用,為脫硫石膏提供了一條高附加值的產(chǎn)業(yè)化途徑;
本發(fā)明所用原料易得,生產(chǎn)工藝條件簡單,高純晶須附加值高,所生產(chǎn)的二水硫酸鈣晶須具有直徑小,長徑比高,形貌完整均勻和性能穩(wěn)定的特點,可作為塑料、橡膠、造紙和陶瓷行業(yè)添加劑,應用前景廣闊。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明冶金煙氣脫硫石膏重結晶法制備高純二水硫酸鈣晶須的工藝流程圖;
圖2為本發(fā)明實施例冶金煙氣脫硫石膏原貌圖;
圖3為實施例2尚純—水硫酸1?晶須外貌圖;
圖4為實施例2高純二水硫酸鈣晶須的SEM圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0020]本領域技術人員將會理解,下列實施例僅用于說明本發(fā)明,而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者,按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0021 ] 本發(fā)明中漿料濃度是指在漿液中,漿料總干重的含量。
[0022]本發(fā)明除非另有說明,否則百分號均代表質(zhì)量百分含量。
[0023]本發(fā)明實施例所使用的冶金煙氣脫硫石膏原貌圖如圖2所示。
[0024]實施例1
如圖1所示,將冶金煙氣脫硫石膏破碎至粒度小于80目后,稱取100.0Og,然后與預先配制1.0mol/L硫酸溶液同時加入到100mL燒杯中,攪拌30min,使得少量碳酸1?和氧化鈣等轉(zhuǎn)化為硫酸鈣,待反應完全后(漿料中無氣泡產(chǎn)生后再攪拌反應1min即可),升溫至60°C,攪拌轉(zhuǎn)速150r/min,反應2h,待反應完全后(脫硫石膏重結晶分層),靜置分層,倒出上清液(濾液I)(循環(huán)使用),下層石膏(濾餅I)經(jīng)過水洗、抽濾、烘干后備用。
[0025]稱取上述酸洗、干燥后的脫硫石膏50.0Og,與500mL、2mol/L的含1.0wt%氯化銨的鹽酸溶液一同加入至100mL燒瓶中,將三分之二以上體積浸沒于90°C恒溫水浴中,恒溫并攪拌2h,反應完成后,趁熱抽濾,濾餅2可循環(huán)利用,濾液轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中,添加媒晶劑0.5wt%的MgCl2于濾液中,放置于20 °C恒溫水浴中冷卻結晶12h。結晶完成后抽濾、濾液2可循環(huán)利用,然后將濾餅于80°C烘箱中干燥12h,即得高純二水硫酸鈣晶須產(chǎn)品18.5g。二水硫酸鈣含量彡99.00% (wt%),白度大于98%,直徑I μ m~4 μ m,長度20 μ m~500 μ m,長徑比 10 μ m~100 μ m。
[0026]實施例2
將實施例1中濾液2回收500ml,與酸洗后脫硫石膏50.0g同時加入到100mL燒杯中,將三分之二以上體積浸沒于90°C恒溫水浴中,恒溫并攪拌4h,反應完成后,趁熱抽濾,濾餅可循環(huán)利用,濾液轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中,添加媒晶劑0.5wt%的]\%(:12于濾液中,放置于50°C恒溫水浴中冷卻結晶12h。結晶完成后抽濾、水洗,濾液可循環(huán)利用,然后將濾餅于80°C烘箱中干燥12h,即得高純二水硫酸鈣晶須產(chǎn)品16.2g,其外貌圖如3所示,SEM圖如圖4所示。二水硫酸鈣含量彡99.00% (wt%),白度大于98%,直徑1μπι~4μπι,長度20 μ m~500 μ m,長徑比 10 μ m~100 μ m。
[0027]實施例3
稱取實施例1酸洗、干燥后的脫硫石膏50.0Og,與500mL、2mol/L的含混合鹽(Al2(SO4)3L 0被%和CaCl24.0wt%)的鹽酸溶液一同加入至100mL燒瓶中,將三分之二以上體積浸沒于90°C恒溫水浴中,恒溫并攪拌lh,反應完成后,趁熱抽濾,濾餅可循環(huán)利用,濾液轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中,添加混合媒晶劑(含0.5wt%MgCl2、0.5wt%油酸鈉)于濾液中,放置于20°C恒溫水浴中冷卻結晶12h。結晶完成后抽濾、濾液2可循環(huán)利用,然后將濾餅于80°C烘箱中干燥12h,即得高純二水硫酸鈣晶須產(chǎn)品22.6g。二水硫酸鈣含量彡99.00% (wt%),白度大于 98%,直徑 I μ m~4 μ m,長度 20 μ m~500 μ m,長徑比 10 μ m~100 μ m。
[0028]實施例4
將實施例3中濾液2回收500mL,與酸洗后脫硫石膏50.0g同時加入到100mL燒杯中,將三分之二以上體積浸沒于90°C恒溫水浴中,恒溫并攪拌lh,反應完成后,趁熱抽濾,濾餅可循環(huán)利用,濾液轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中,添加混合媒晶劑(0.5wt%MgCl2和油酸0.lwt%)的于濾液中,放置于20°C恒溫水浴中冷卻結晶12h。結晶完成后抽濾、水洗,濾液可循環(huán)利用,然后將濾餅于80°C烘箱中干燥12h,即得高純二水硫酸鈣晶須產(chǎn)品18.2g。二水硫酸鈣含量彡99.00% (wt%),白度大于98%,直徑1“111~4 4111,長度2(^111~50(^111,長徑比10 μ m?100 μ m。
[0029]實施例5
一種冶金煙氣脫硫石膏重結晶法制備高純二水硫酸鈣晶須的方法,包括如下步驟:步驟(I),脫硫石膏除雜:將含有碳酸鈣和/或氧化鈣的冶金煙氣脫硫石膏粉碎至粒度小于80目后,加入含有0.5mol/L硫酸的溶液中配制成漿料(漿料中無氣泡產(chǎn)生),控制漿料濃度10wt% ;在601下以lOOr/min的速度攪拌反應lh,待反應完成后,靜置分層,下層石膏用水洗滌后過濾,水洗至過濾后的過濾液PH為5~6,烘干備用;將靜置分層得到的上清液配制成含有0.5mol/L硫酸的溶液,繼續(xù)循環(huán)使用;
所述的冶金煙氣脫硫石膏二水硫酸鈣的含量大于70wt% ;
步驟(2),脫硫石膏溶解:在含酸濃度為0.5mol/L的溶液中添加0.5wt%無機鹽,混合均勻后得到含鹽的酸溶液;所述的酸溶液為鹽酸的水溶液;所述的無機鹽為氯化鈉。
[0030]將經(jīng)步驟(I)處理得到的石膏加入到含鹽的酸溶液中,配制成濃度10wt%的漿料,然后在溫度為60°C下以lOOr/min的速度攪拌反應lh,待反應完成后,熱過濾,取濾液;濾餅返回與石膏一起加入到含鹽的酸溶液中,繼續(xù)循環(huán)處理。
[0031 ] 步驟(3 ),晶須制備:向步驟(2 )得到的濾液中加入媒晶劑,加入量為0.0lwt%,控制結晶溫度20°C,待結晶完成后,過濾,濾餅烘干,即為二水硫酸鈣晶須。濾液返回至步驟
(2)中,與鹽酸配制成含有0.5mol/L鹽酸的溶液,繼續(xù)循環(huán)使用。所述的媒晶劑為十六烷基三甲基溴化銨。
[0032]二水硫酸鈣含量彡99.00% (wt%),白度大于98%,直徑I μ m~4 μ m,長度20 μ m~500 μ m,長徑比 10 μ m~100 μ m。
[0033]實施例6
一種冶金煙氣脫硫石膏重結晶法制備高純二水硫酸鈣晶須的方法,包括如下步驟:步驟(1),脫硫石膏除雜:將含有氧化鈣的冶金煙氣脫硫石膏粉碎至粒度小于80目后,加入至含有5mol/L硫酸的溶液中配制成楽料,控制楽料濃度40wt% ;在90°