硫酸钙晶须的制备方法

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硫酸钙晶须的制备及其应用

硫酸钙晶须的制备及其应用

硫酸钙晶须制备工艺

原 料
原料准备
添加剂 合成反应 过 滤 干 燥
精制处理
表面改性剂 表面改性 产 品
硫酸钙晶须的形成机理
0.30 0.25
石膏
0.20
溶解度(%)
0.15

0.10


半 水


0.05
0
25
50
75
100
125
150
175
200
温度(°C)
石膏、半水石膏和硬石膏溶解度曲线
硫酸钙晶须的生长过程
① CaSO4· 2H2O的溶解过程: CaSO4· 2H2O→Ca2++SO42-+2H2O ② CaSO4· 1/2H2O的结晶过程: 随着温度的升高,当达到溶解极限时, CaSO4· 1/2H2O过饱和而在溶液中析出,形 成胚芽,胚芽进一步凝聚、长大形成晶须 生长的基础—晶核。 Ca2++SO42-+H2O CaSO4· 1/2H2O
试样 半水硫酸 钙晶须 无水可溶 硫酸钙晶须 无水死烧 硫酸钙晶须 参考卡片 晶系 01-0811848 01-0260329 01-0720503 六方 六方 正交 a/Å 6.9307 6.9820 6.9910 b/Å 6.9370 6.9820 6.9960 c/Å 6.3450 6.3400 6.2380 α/0 β/
20
3
2
强 10 度
氧 化 铝 晶 须
普 通 氧 化 铝
碳 化 硼 晶 须
普 通 碳 化 硼
石 墨 晶 须
普 通 石 墨
铁 晶 须
高 强 度 钢
碳 化 硅 晶 须

硫酸钙晶须

硫酸钙晶须

硫酸钙晶须一、概述硫酸钙晶须,别名:石膏纤维、石膏晶须;英文名称:Calcium Sulfate Whisker,缩写:CSW;化学式:CaSO4,国际商品名称为“ONODA-GPF”。

硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体,白色疏松针状物,以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的,具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构、稳定的尺寸的纤维状(须状)单晶体。

硫酸钙晶须是一种细小纤维状的亚纳米材料,具有十分优良的力学性能和物理性能、价格低廉的新型功能材料。

硫酸钙晶须有二水(CaSO4•2H2O)、半水(CaSO4•)和无水(CaSO4)之分。

其制备方法目前主要有水压热法和常压酸化法。

二、性能和指标(一)性能硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。

1、优良的力学性能(1)很高的断裂强度和弹性模量硫酸钙晶须作为细微的单晶体,内部结构十分完整。

具有非常坚韧的性质,其抗张强度为玻璃纤维的5-10倍。

硫酸钙晶须能弹性地承受较大的应变而无永久变形,经4%的应变还在弹性范围内,不产生永久形变,而块状晶体的弹性变形范围却小于%。

(2)耐高温性硫酸钙晶须具有不会引起高温滑移的完整性,温度升高时,不分解、不软化,其强度几乎没有损失。

所以这个特性使其在防火材料中的应用成为可能。

(3)相当大的长径比硫酸钙晶须的横断面多具有六角形、斜方形、三角形或薄带形,不同于玻璃纤维或硼纤维具有圆形横断面,大大增加了长径比。

能满足增强塑料、防火板材时长径比(30-100)的要求,这样能使复合材料获得很高的强度和性能。

(4)无疲劳效应晶须没有明显的疲劳特征,即使被磨成粉末、切断,其强度也不受损失。

2、良好的相容性硫酸钙晶须的尺寸细微,不影响复合材料成型流动性,接近于无填充的树脂。

硫酸钙晶须可在有机基体中分布的很均匀,即使是极薄、极狭小甚至边角部位都能得到增强填充。

硫酸钙晶须的生产工艺

硫酸钙晶须的生产工艺

硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须是一种以硫酸钙为原料制备的无机纤维材料,具有尺寸细小、柔软、耐高温、无毒等特点,常用于绝缘材料、填充材料、过滤材料等领域。

下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。

硫酸钙晶须的生产工艺一般包括以下几个步骤:
1. 原料准备:首先需要准备硫酸钙的原料。

硫酸钙可以通过将石膏经过煅烧得到,煅烧温度一般在130-300摄氏度之间进行控制。

2. 石膏研磨:将石膏研磨成颗粒状,研磨的颗粒大小可以根据需要进行调整。

3. 石膏脱水:将研磨后的石膏颗粒放入脱水机中,通过脱水的方式去除颗粒中的水分。

脱水机一般采用离心式脱水,将石膏颗粒在高速旋转离心机中进行脱水。

4. 石膏成型:将脱水后的石膏颗粒放入成型机中进行成型。

成型机一般采用旋转成型方式,通过旋转成型机的旋转运动,使石膏颗粒逐渐凝固并形成晶须状。

5. 硫酸钙晶须烘干:将成型后的硫酸钙晶须放入烘干设备中进行烘干。

烘干温度一般在100-180摄氏度之间控制,以去除晶须中的水分。

6. 硫酸钙晶须加工:经过烘干的硫酸钙晶须可以进行进一步的
加工。

这包括切割、研磨、表面处理等工艺,以获得符合需求的硫酸钙晶须产品。

需要注意的是,在整个生产工艺中,原料的质量控制、生产设备的稳定性、工艺参数的准确控制都对硫酸钙晶须的质量产生重要影响。

此外,对于不同用途的硫酸钙晶须,其生产工艺可能会有所差异,需要根据不同要求进行调整。

硫酸钙晶须的制备及其应用

硫酸钙晶须的制备及其应用
0
各种硫酸钙晶须的表面组成原子的比例都 接近1:1:4,符合CaSO4化学式,说明 半水硫酸钙晶须的结晶水不暴露在晶须的 表面。
五、硫酸钙晶须的应用
1、硫酸钙晶须应用于PBT、PA66中
无水死烧 01-072- 正交 6.9910 6.9960 6.2380 90 90 90 硫酸钙晶须 0503
a-无水可溶硫酸钙 b-无水死烧硫酸钙 无水硫酸钙晶须的晶体结构
无水死烧硫酸钙晶须的Ca-O、S-O、 Ca-Ca要比半水硫酸钙晶须、无水 可溶硫酸钙晶须的相应原子间距短 而紧密。因此,无水死烧硫酸钙晶 须的晶体结构要比其他两种晶须的 晶体结构紧密、牢固,难以水化。
硫酸钙晶须的制备及其应用
一、晶须及晶须的力学特性
➢晶须:指具有均一的横截面、完整的外形、完善 的内部结构,长径比达到5~1000甚至更高的纤维 状单晶体。晶须的长度一般为10~1000μm,直径 一般在0.01~10 μm,最典型晶须的直径在1 μm 左右。目前已经工业化生产的晶须有碳化硅、氮化 硅、氧化铝、钛酸钾、硫酸钙晶须等。 ➢晶须的突出特点是其强度极高,可以作为复合材 料的增强组元使用。
O1s
硫酸钙晶须表面元素及相对原子含量
试样
Ca/% S/% O/%
Ca2p

Ca2s C1sS2sS2p


1000
800
600
400
200
Binding energy/eV
硫酸钙晶须表面的XPS全谱
半水硫酸钙 16.5 16.9 晶须
66.4
无水可溶硫 16.7 16.4 酸钙晶须
66.6
无水死烧硫 16.3 16.8 66.7 酸钙晶须
③ 单向生长阶段:

一种硫酸钙晶须的制备方法

一种硫酸钙晶须的制备方法

一种硫酸钙晶须的制备方法引言硫酸钙(CaSO4)是一种重要的无机盐,广泛应用于建筑、农业、医药等领域。

硫酸钙晶须具有纳米级细长结构和良好的光学性质,因此在纳米技术和光学器件方面有着广阔的应用前景。

本文介绍了一种简单的制备硫酸钙晶须的方法,通过逐步加入药剂并在特定条件下控制反应过程来实现硫酸钙晶须的生成。

实验方法实验材料- 硫酸钡(BaSO4)- 氯化钙溶液(CaCl2)- 纯净水实验步骤1. 准备硫酸钡溶液:将硫酸钡与纯净水按一定比例混合,搅拌均匀,得到硫酸钡溶液。

2. 准备氯化钙溶液:将氯化钙与纯净水按一定比例混合,搅拌均匀,得到氯化钙溶液。

3. 将硫酸钡溶液倒入一个容器中,并加入少量氯化钙溶液。

4. 在容器中轻轻搅拌混合液,保持温度在25-30摄氏度之间。

5. 持续加入氯化钙溶液,直到反应溶液达到饱和状态。

6. 将反应溶液静置一段时间,观察硫酸钙晶体的生成。

7. 打开容器,观察硫酸钙晶须的形貌并进行收集。

结果与讨论在实验过程中,随着氯化钙溶液的逐步加入,硫酸钡溶液中的硫酸钡离子逐渐与氯化钙溶液中的钙离子发生反应生成硫酸钙。

由于反应条件的控制,硫酸钙晶须得以形成。

通过调整反应温度和药剂的加入速度,可以控制硫酸钙晶须的尺寸和形貌。

通过扫描电子显微镜观察硫酸钙晶须的形貌发现,其呈现出细长且纤细的特点,晶体表面光滑且无明显的缺陷。

这种形貌可以实现硫酸钙晶须的纳米级应用,并提供了良好的光学特性。

同时,晶须的尺寸可以通过控制反应条件来实现可调节,例如可以通过改变药剂浓度、反应时间和温度等因素来调控晶须的长度和直径。

这为硫酸钙晶须的应用提供了良好的灵活性和多样性。

结论本文介绍了一种简单的制备硫酸钙晶须的方法,通过逐步加入药剂并在特定条件下控制反应过程来实现硫酸钙晶须的生成。

通过调节反应条件和药剂浓度等因素,可以实现硫酸钙晶须的尺寸和形貌的可调节。

这种制备方法具有操作简便、成本低廉的优点,为硫酸钙晶须的应用提供了一种新的制备途径。

稀土尾矿中钙的提取及硫酸钙晶须的制备

稀土尾矿中钙的提取及硫酸钙晶须的制备

稀土尾矿中钙的提取及硫酸钙晶须
的制备
稀土尾矿中钙的提取及硫酸钙晶须的制备
稀土尾矿是一种质量比较低的矿砂,其中含有大量的钙和其他稀土元素,其中钙是主要的有用成分。

因此,有必要从稀土尾矿中提取出钙元素,并制备硫酸钙晶须,以满足市场的需求。

提取钙元素和制备硫酸钙晶须的具体操作流程如下:
一、稀土尾矿中钙的提取
1.首先,将稀土尾矿进行选矿,去除杂质,使稀土尾矿中的钙更加纯净;
2.然后,采用氢氧化钠熔融法将稀土尾矿中的钙提取出来,即将稀土尾矿加入氢氧化钠溶液中,煮沸后收集沉淀物,得到氢氧化钠溶液中的钙沉淀;
3.最后,经过离子交换法、氧化还原法等方法将沉淀物中的钙离子进行分离,得到纯度较高的钙溶液。

二、硫酸钙晶须的制备
1.将上述提取的纯钙溶液与硫酸混合,加热搅拌,使钙离子与硫酸发生化学反应,形成硫酸钙溶液;
2.将硫酸钙溶液放入裂解器中,加热蒸发,使溶液中的水分被蒸发,剩下硫酸钙晶须;
3.将硫酸钙晶须冷却,容易晶须晶体形成,然后对其进行筛分,筛选出符合要求的硫酸钙晶须。

以上就是从稀土尾矿中提取钙元素,并制备硫酸钙晶须的具体操作流程,只要按照上述步骤操作,就可以获得高纯度的硫酸钙晶须。

一种硫酸钙晶须的制备方法

一种硫酸钙晶须的制备方法

一种硫酸钙晶须的制备方法硫酸钙晶须是由硫酸钙晶体生长形成的一种细小晶须状结构。

制备硫酸钙晶须的方法主要有溶液法和气相法两种。

以下将详细介绍这两种方法。

溶液法制备硫酸钙晶须:1. 准备所需材料和试剂,包括硫酸钙溶液、硫酸、甲醇、硝酸钙等。

2. 将硝酸钙溶液加入硫酸中,使其溶解形成硫酸钙溶液。

3. 在反应容器中加入甲醇和硫酸钙溶液,将其搅拌均匀。

4. 将反应容器放入恒温水浴槽中,保持温度在60-70之间。

5. 在恒温水浴槽中加入硫酸,使其浓度逐渐增加,促进硫酸钙晶体生长。

6. 在一定时间内进行反应,观察硫酸钙晶体的生长情况。

7. 可根据需要进行反复溶解和结晶,以得到更纯净的硫酸钙晶须。

气相法制备硫酸钙晶须:1. 准备所需材料和试剂,包括硫酸钙溶液、可用于气溶胶化的溶剂等。

2. 将硫酸钙溶液装入喷雾器中,调节喷雾器的参数,如喷雾流速、喷雾压力等。

3. 将气溶胶生成器置于恒温箱中,通过增加温度促进溶剂的气溶胶化。

4. 调节恒温箱的温度和湿度,使其适合硫酸钙晶须的生长。

5. 控制溶剂的流速和喷雾器的参数,使硫酸钙晶体在气溶胶中生长。

6. 使用样品收集器收集硫酸钙晶须。

7. 可通过适当改变气相反应参数,如温度、湿度、喷雾流速等,以得到所需形状和尺寸的硫酸钙晶体。

无论是溶液法还是气相法制备硫酸钙晶须,制备过程中需要控制反应温度、pH 值、浓度和溶剂等参数,以获得理想的晶须形态。

此外,还可以通过改变反应条件来改变硫酸钙晶体的形貌和尺寸,以满足不同应用需求。

以上就是硫酸钙晶须的两种制备方法,每种方法都有一定的操作步骤和要求。

根据具体的制备需求和实验条件,选择合适的方法进行硫酸钙晶须的制备。

硫酸钙晶须生产工艺

硫酸钙晶须生产工艺

硫酸钙晶须生产工艺
硫酸钙晶须是一种重要的无机颗粒材料,广泛应用于水处理、建材、化工等领域。

下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。

硫酸钙晶须的生产主要分为原料准备、反应过程和后处理三个步骤。

首先,原料准备。

硫酸钙晶须的主要原料是石膏
(CaSO4·2H2O),可以通过石膏矿石的采矿或者石膏废料的
再利用获得。

石膏经过破碎、磨细和筛分等步骤,得到所需的石膏粉末。

接下来,反应过程。

在反应釜中将石膏粉末与稀硫酸
(H2SO4)按一定的比例加入,控制反应温度和反应时间。

反应温度通常在60-100℃之间,反应时间根据实际情况可以
调整。

在反应过程中,硫酸与石膏发生化学反应生成硫酸钙晶须,同时产生水。

最后,后处理。

将反应得到的硫酸钙晶须与水进行分离,可以通过离心、沉淀、过滤等方法进行,以获得干燥的硫酸钙晶须。

此外,还可以对硫酸钙晶须进行表面修饰,如喷涂、改性等,以提高其性能和应用范围。

需要注意的是,在生产过程中应严格控制反应温度和酸碱度,避免过高或过低对产品质量的影响。

同时,应选择合适的设备和施工工艺,确保生产过程的安全性和有效性。

总结起来,硫酸钙晶须的生产工艺包括原料准备、反应过程和后处理三个步骤。

合理选择原料、控制反应条件和注意后处理,可以得到高质量的硫酸钙晶须,满足不同领域的需求。

硫酸钙晶须生产流程

硫酸钙晶须生产流程

硫酸钙晶须生产流程一、原料准备。

硫酸钙晶须生产呢,原料是很关键的。

咱一般用的是生石膏或者硬石膏,这就像是做菜要先选好食材一样重要。

这些石膏得是质量比较好的哦,不能有太多杂质。

要是杂质太多,就好比做饭的时候食材不新鲜,做出来的晶须质量肯定好不到哪儿去。

在准备原料的时候,还得把石膏磨得细一点,就像把面粉筛细了做点心一样,这样后续反应起来会更顺利。

二、溶解过程。

接下来就是溶解啦。

把磨好的石膏放到合适的溶剂里,这个溶剂一般是水,不过有时候也会加一些特殊的添加剂,来调整反应的速度或者晶须的生长情况。

这就像是在调一杯特别的饮料,要加各种配料来调出最好的味道。

石膏在溶剂里慢慢地溶解,这个过程得控制好温度和搅拌的速度呢。

温度就像是火候,搅拌速度就像是搅拌蛋糕糊的速度,要是温度不对或者搅拌太快太慢,都会影响石膏溶解的效果,进而影响晶须的质量。

三、反应生成。

溶解好了之后,就开始反应生成晶须啦。

这个反应是有很多小窍门的。

比如说反应的环境要相对稳定,不能一会儿温度高一会儿温度低,就像人生活的环境要是一会儿冷一会儿热肯定会生病一样。

在反应过程中,溶液里的离子会慢慢聚集,然后开始形成晶须的形状。

这个时候就像是魔法在发生一样,一个个小小的离子组合起来,慢慢就长成了晶须的模样。

这期间还得注意溶液的酸碱度,酸碱度不合适的话,晶须可能就长不好,就像植物生长需要合适的土壤酸碱度一样。

四、晶须生长。

晶须开始生长之后呢,可不能就不管它了。

这个生长过程就像是看着小树苗慢慢长大一样。

要持续地观察它的生长情况,确保它按照我们想要的方向生长。

晶须生长得有快有慢,这时候就得靠经验和一些技术手段来调整了。

有时候可能需要再添加一点原料,有时候可能需要改变一下反应的条件,就像照顾小宠物一样,要根据它的状态随时调整照顾的方法。

五、分离与提纯。

晶须生长到差不多的时候,就要把它从溶液里分离出来了。

这个就有点像从水里捞面条一样,得小心翼翼的。

一般会采用过滤或者离心的方法。

一种温和条件下制 备硫酸钙晶须的方 法,

一种温和条件下制 备硫酸钙晶须的方 法,

一种温和条件下制备硫酸钙晶须的方法,硫酸钙晶须在温和条件下制备的方法如下:
1. 准备所需材料:硫酸钙溶液、水溶性聚合物模板剂(如聚乙烯吡咯烷酮)、撞击机(如超声波装置)。

2. 将硫酸钙溶液与适量的水溶性聚合物模板剂混合,在常温条件下充分搅拌。

3. 在混合溶液中引入撞击机,如超声波装置,以提供撞击能量帮助晶须的形成。

4. 在温和的条件下,如室温或略高温度,继续搅拌混合溶液,并同时提供适量的撞击能量。

5. 持续搅拌和撞击,直至观察到硫酸钙晶须的形成。

晶须的形成速度和数量可根据需要进行调节。

6. 将制备好的硫酸钙晶须用适当的方法进行分离和收集,如过滤或离心。

通过这种温和条件下制备的方法,可得到高纯度、均一尺寸的硫酸钙晶须,适用于各种应用领域,如生物材料、纳米材料等。

硫酸钙晶须生产工艺

硫酸钙晶须生产工艺

硫酸钙晶须生产工艺目前,制取硫酸钙晶须的方法主要由水压热法和常压酸化法。

水压热法,将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成水溶液,放入水压热容器中,在一定的温度和压力下,二水硫酸钙转变为针状的半水硫酸钙晶体。

常压酸化法,将天然石膏或石灰、石灰乳与硫酸或废酸合成二水硫酸钙,在一定温度和酸性条件下,转变为针状或纤维状半水硫酸钙晶须。

结晶理论认为,硫酸钙晶须的制备实质上是颗粒状的二水硫酸钙失去结晶水,转变为半水或无水硫酸钙的过程,生成实质是一个溶解—结晶—脱水的过程,化学反应方程式如下:制备技术现状(1)石膏为原料以石膏为原料制备硫酸钙晶须的方法主要有水热法和常压酸化法。

水热法是将小于2%的二水石膏悬浮液加到水压热器中处理,在饱和蒸汽压力下,二水石膏变为细小针状的半水石膏,再经晶形稳定化处理得到半水硫酸钙晶须。

该方法生产成本高,应用受到限制。

常压酸化法是在一定温度下,高浓度二水石膏悬浮液在酸性溶液中可以转变为针状半水硫酸钙晶须。

与水压热法相比,此方法不需要压热器,且原料的质量分数大大提高,成本大幅度降低,易于实现工业化生产。

(2)钙盐和硫酸盐为原料此法又称为微乳法,分别配置钙盐和硫酸盐溶液,并进行机械搅拌,混合后轻微搅拌,陈化24h得到硫酸钙晶须。

适当的陈化时间对产物净化与排列组装有一定作用。

(3)柠檬酸废渣为原料此法采用水热法:把柠檬酸废渣在变频行星式球墨磨12h,过滤,与一定的水混合,调PH至3~4,加入一定比例的晶种和添加剂,进行水热反应,产物经过过滤、干燥,既得硫酸钙晶须。

所制备的晶须平均长径比约为50,转化率超过90%。

该方法充分利用柠檬酸废渣,变废为宝,具有重要的实际意义。

(4)废卤渣为原料此法以海盐卤水经石灰乳处理后的卤渣为原料,加入工艺废酸溶解、搅拌,调节PH为2~3,加热溶液至沸腾,此时,残渣中大部分钙离子已进入溶液中,趁热过滤,冷却后的白色结晶即为硫酸钙晶须。

所得产品纯度>98%,达到工业一级品的标准。

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硫酸钙晶须的制备方法
硫酸钙晶须在20世纪70年代由日、美、德等国着手研究,20世纪80年代开始逐步应用。

我国也紧随其后,并在21世纪初进行了工业化生产,其中沈阳立昂新材料有限责任公司为国内最早工业化生产的企业,洛阳亮东非金属材料科技开发有限公司为目前国内工业化生产产能最大的企业。

硫酸钙晶须有二水(CaSO4·2H2O)、半水(CaSO4·0.5H2O)和无水(CaSO4)之分。

其制备方法目前主要有水压热法和常压酸化法。

硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。

制备原理:结晶理论认为,硫酸钙晶须的制备实质上是颗粒状的二水硫酸钙失去结晶水,转变成半水或无水硫酸钙的过程,生产实质是一个溶解-结晶-脱水的过程【1】,化学方程式如下:caso4.2H2o(颗粒状)→caso4·(1/2)H2O(纤维状)+(3/2)H2O. caso4·(1/2)H2O(纤维状)→caso
4(纤维状)+(1/2)H2O.
(1)c aso4.2H2o的溶解过程:caso4.2H2o→ca2++ so42-+2H2O.
(2)c aso4·(1/2)H2O的结晶过程:ca2++ so42-+(1/2)H2O→
caso4·(1/2)H2O
(3)c aso4·(1/2)H2O的脱水生成无水硫酸钙晶须:caso4·(1/2)
O→caso4+(1/2)H2O.
H
2
制备技术:
(1)以石膏为原料
以石膏为原料制备硫酸钙晶须的方法主要有水热法和常压酸化法。

水热法是将小于2%的二水石膏悬浮液加到水压热器中处理,在饱和蒸汽压下,二水石膏变成变成细小针状的半水石膏,再经晶型话处理得到半水硫酸钙晶须。

该方法生产成本高,应用受到限制。

常压酸化法是在一定温度下,此法不需要压热器,且原料的质量分数大大提高,成本大幅度降低,易于实现工业化生产【2-5】。

(2)钙盐和硫酸盐为原料
此法又称微乳法,分别配置钙盐和硫酸盐溶液,并进行机械搅拌,混合后轻微搅拌,陈化24h得到硫酸钙晶须。

适当的陈化时间对产物净化与排列组装有一定作用【6】。

(3)柠檬酸废渣为原料
此法采用水热法:把柠檬酸废渣在变频行星式球墨磨12h,过滤,与一定的水混合,调至PH至3﹣4,加入一定比例的晶种和添加剂,进行水热反应,产物经过过滤、干燥,既得硫酸钙晶须。

制备的晶须平均长径比约为50,转化率超过90%,该方法充分利用柠檬酸废渣,变废为宝,具有重要的实际意义【7】。

(4)废卤渣为原料
此法以海盐卤水经石灰乳处理后的卤渣为原料,加入工艺废酸溶解、搅拌,调至PH为2﹣3,加热溶液至沸腾,此时,残渣中大部分钙离子已进入溶液中,趁热过滤,冷却后的白色晶体既是硫酸钙晶须所得产品纯度>98%,达到工业一级品标准。

该反应在常压下进行,工艺路线简单,且所有原料来源丰富,价格低廉,且具有明显的经济效益【8】。

(5)氨碱厂废液与卤水为原料
该方法以氨碱厂蒸氨废液和制盐卤水,将两种原料以1:5~1:10的比例在结晶器中混合生成二水硫酸钙,再在加热反应釜中常压、105~110℃,PH≦1的条件下沸腾0.5h,即生成半水纤维硫酸钙,生成的产物长度可控制在0~20um之间,长径比>10.该纤维产品适于做塑料工业的填加剂【9】。

(6)利用烟气脱硫副产石膏
用石灰乳吸收二氧化硫后形成亚硫酸钙料浆,加硫酸或通入废烟气,调至PH值至3~4,并加一定量的助品剂和氧化催化剂(加入量为0.01%~0.02%),通入空气使其氧化,氧化后趁热过滤,洗涤后在90℃下干燥。

采用这种方法可直接制得直径约为1~2um、长度约为100mm的硫酸钙晶须【10】。

应用领域:
(1)复合材料的增强组元
硫酸钙晶须适合作为塑料,橡胶,聚氨酯,金属的增强组元,在塑料中加入晶
须后,可提高材料的机械强度,耐热性及尺寸稳定性。

(2)制造摩擦材料
在摩擦材料中加入一定量的硫酸钙晶须后,可提高摩擦系数的稳定性及摩擦材
料的耐磨性,改善摩擦材料性能的同时,也延长了摩擦材料的使用寿命【11】。

(3)用于环境工程
由于硫酸钙晶须具有较大的比表面积,可帮助过滤材料出去废气及污水中的有
害杂质,故可以用于环境工程。

硫酸钙晶须的熔点为14500℃,可以在10000℃
下长期使用,对于某些高温液体、气体的净化,不需要冷却,可以直接进行
净化处理【12-14】。

(4)制造难燃纸张
美国采用硫酸钙晶须,日本采用碳酸钙晶须作为无机纤维与多种无机物混合均制造出了性能优异的无极纸张,这样的纸张难燃,适合于室内装饰【15】。

(5)沥青改性及SMA结构路面
硫酸钙晶须可作为沥青填料及增强剂使用,它对提高沥青的软化温度有着决定性的影响,在沥青中加入18%(重量百分数)的硫酸钙晶须后,软化点可提高200℃以上。

目前,国外最流行的高等级公路路面为沥青玛蹄脂碎石混合料面层结构,简称为SMA结构。

(6)涂料、油漆
加入晶须的涂料和油漆附着能力强,耐高温,绝缘性好。

技术指标:长度200—2000um,直径1—20um,长径比50—200;纯度(硫酸钙晶须主含量>90-95%,与原料相关);密度2.96g/cm3 。

耐高温性:硫酸钙晶须的耐高温性超过石棉,1800℃加热2小时仅失重0.75%,而同样条件下石棉失重
13.77%。

小结:硫酸钙晶须具有耐高温,抗化学腐蚀,韧性好,强度高阻燃性强,无毒等优
点。

价格低廉,性能优良,且具有极好的性价比,属于高性能,高附加值的石膏系列产品。

在增强组元,环境材料,提高沥青软化温度等方面具有良好的应用前景,市场潜力巨大。

【1】刘撰伯,魏金照,孙丽玲,凝胶材料—水泥、石灰、石膏的生产和性能[M],上海同济大学出版社1990:14.
【2】李爱玲.天然石膏及其开发利用研究进展[J].矿产与地质,2004.18(5):498-501
【3】凤晓华.梁文懂,管晶等.硫酸钙晶须的制备工艺研究[J]2007.36(2):134-139. 【4】袁致涛、王泽红、韩跃新等.用石膏合成超细硫酸钙晶须的研究[J]中国矿业.2005(11):30-33.
【5】李胜利、张志宏、靳治良等.硫酸钙晶须的制备[J]盐湖研究.2004(12):53-57 【6】薛福连.硫酸钙废渣制石膏的技术方法【J】.中国物质再生,1999(3):17-18 【7】厉伟光、徐玲玲、戴俊.柠檬酸废渣制备硫酸钙晶须的研究[J].人工晶体学报,2005.18(8):815-818.
【8】肖楚民、张永琪、张环华.用卤渣制取硫酸钙晶须纤维的研究[J].湖南冶金,1998(4):7-9
【9】徐贵义,吴芳.氨碱厂废液与卤水制造纤维硫酸钙的方法:中国专利,89102369[P].1989-12-20.
【10】毛常明、陈学玺.石膏晶须制备的研究进展[J]化工矿物与加工,2005(12):34-36.
【11】王泽红,韩跃新,袁致涛等.硫酸钙晶须制备技术及应用研究[J]矿治,2005.14(2):38-41.
【12】韩跃新、于福家、王泽红.以生石膏为原料合成的硫酸钙晶须及其应用研究[J]国外金属选矿,1996(4):50-52.
【13】杨双春、由宏军、潘一.改性硫酸钙晶须对印染废水的脱色研究[J]印染助剂,2006.23.(8):34-37
【14】刘玲,杨双春,张宏林.硫酸钙晶须去除废水中乳化油的研究[J]工业水处理,2005.25.(11):34-36.
【15】Hans K,Lot har P,Hans T,et al.Calcium sulfate
whisker;DE,270210[P].1978-07-20。

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