利用脱硫石膏制备高品质二水石膏.

第４５卷第１期人工晶体学报ｖ０１．４５Ｎ。．１垫！鱼生！旦：一——』些坐坠坚』堡堡堡』些些些————————墅鬯垡坠

利用脱硫石膏制备高品质二水石膏

卢静昭，赵斌，陈学青，曹吉林

（河北工业大学化工学院，河北省绿色化工与高效节能重点实验室，天津３００１３０）

摘要：利用脱硫石膏在酸性溶液中重结晶的特点，采用重结晶技术对脱硫石膏进行脱色提纯，通过对溶解、结晶过程

的控制制备出高纯度、高自度的二水石膏。研究了硫酸浓度、晶种量、料浆浓度、稳定剂、温度、反应时闻、陈化时闻对

二水石膏结晶的影响，并进行了母液循环实验。研究结果表明：常压下，Ｈ２Ｓ０４用量ｌＯ．Ｏ％，ｃａ（（）Ｈ）ｚ用量０．５％，料

浆浓度７．４％。聚乙二醇用量０．５％，反应温度１２０℃，反应时间２．５ｈ，陈化２４ｈ后生成的二水硫酸钙结晶形貌良好，

白度为９４．０ｌ％，纯度达９９．２４％；母液循环３次后生成的二水石膏纯度大于９８％。

关键词：脱硫石膏；重结晶；二水硫酸钙

中图分类号：ＴＤ９８文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９８５ｘ（２０１６）０１枷９７聊

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引言

脱硫石膏是燃煤电厂采用湿式石灰石／石灰・石膏法吸收二氧化硫生成的副产物。据估计，２０１５年我国脱硫石膏的年产量在５０００万吨以上，如能有效回收利用，可极大改善我国优质石膏资源贫乏的现状。脱硫石膏中二水石膏含量在９０％以上，但Ｍ９２＋、ｃｌ一、Ｆｅ３＋等可溶性杂质离子含量较高，致使颜色偏深‘Ⅵ１。而这些杂质颗粒与脱硫石膏的晶体颗粒相当，在煅烧及制品生产过程中难以除去…。因此，如何提纯脱硫石膏，

收稿日期：２０１５ＪＤ７旬７；修订日期：２０１５—０８．３１

基金项目：河北省自然科学基金（Ｂ２０１３２０２２４６）；天津市自然科学基金（１４ＪｃＹＢＪｃｌ９９００）

作者简介：卢静昭（１９９１・），女，河北省人，硕士研究生。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｊｉｎ乎ｈａｏｌ２３＠１２６．ｃｏ“通讯作者：曹吉林，教授。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃａｏｊｉｕｎ＠ｈｅｂｕｔ。ｅｄｕ。ｃｎ

万方数据

人工晶体学报第４５卷

并增大脱硫石膏的颗粒粒度是解决以上问题的关键。

美国巴威公司Ｈ。和如ｕｌｋｆ血ｂ１分别发表专利介绍了多级水力旋流器工艺和细颗粒多级分离工艺对石膏浆液进行提纯的方法，但由于该法完全采用物理手段提纯，脱硫石膏提纯产品品质较低。汪潇等№３发明专利介绍了粗选、精选和深选的反浮选工艺，以单纯的选矿方式对脱硫石膏进行提纯的方法，该法需要多级浮选，损失较大且提纯效果也不显著。Ｍｃａ），ｐｕｎＨｏ等通过酸浸法除去脱硫石膏原料中的杂质，再通过掺杂调节剂纯化石膏原料，结果表明，烟气脱硫石膏经预处理后，杂质含量明显降低，性能有所改善，但纯化后的石膏白度和纯度仍然难以满足制备高精细化学品的要求。ｕｎ捧。和ＵｃｈｙＩＩｌｉａｋ等一。从动力学角度研究石膏在反渗透过程中的结晶过程，利用膜分离技术对硫酸钙进行提纯，然而硫酸钙极易在膜面成核、结晶，致使膜污染。也有学者利用重结晶法对脱硫石膏进行提纯，但由于二水石膏在常温水溶液中结晶缓慢，养护时间需要１５～２０天，最终难以工业化¨０’１１Ｊ。

本课题组前期将脱硫石膏置于盐酸溶液中进行转晶，脱除了晶体内部杂质，并重结晶生成半水石膏晶须产品，但该工艺路线较长，且母液中铁离子易富集，影响产品的纯度和性能【ｌ２１。基于此，本文尝试在硫酸体系中，以聚乙二醇为促晶剂，水热法促使脱硫石膏（ＦＧＤ）脱水生成半水石膏（ＨＨ），再重结晶生成颗粒均匀、粗大的二水石膏（ＤＨ）晶体，达到提高脱硫石膏的纯度和白度的目的。

２实验

２．１原料与试剂

试验原料为某电厂烟气脱硫系统产生的脱硫石膏，外观呈黄褐色粉状，其组成的化学分析见表１，该脱硫石膏的主要成分ＣａＳＯ。・２Ｈ：Ｏ，约占９４．１４％。

表１脱硫石膏主要化学成分

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实验所用试剂均为分析纯，硫酸来自天津市化学试剂五厂；氢氧化钙来自天津市塘沽邓中化工厂；聚乙二醇来自天津市光复精细化工研究所；邻菲罗啉和无水乙酸钠来自天津市赢达稀贵化学试剂厂；冰醋酸来自天津市化学试剂一厂；实验所用水均为蒸馏水。

２．２实验方法