硫酸钙晶须的制备及其应用进展
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（ 青海大学 化工学院 ， 青海 西宁 ８ ０ １ ） １０６
摘 关 键
要 ： 综述了硫酸钙晶须的制备原理和方法及应用方面的研究进展 ， 并介绍 了其性能特点 。 由于硫酸 词： 硫酸钙晶须 ； 制备 ； 性能 ； 应用
文献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ４ ０ ２ １ ）４ ０３ — ６ １ ０ ６ （０ ０ ０ — ４ ６ ０ ４
目前 ， 制取 硫 酸钙 晶须 的方法 主 要有 水 压热 法 和常压 酸 化法 。水 压热 法 ， 天然石 膏 精 制后 得 到 将 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 成针 状或 纤 维状 半 水硫 酸 钙 晶
度约 为 １ ～１ ｍ，长径 比达 到 ５～ｌ ０ ０ ０ ０甚 至更 ０
须 【 Fra Baidu bibliotek 】 。
１２ 制 备原理 ．
结 晶理 论认 为 ， 酸钙 晶须 的制备 实 质上 是 颗 硫
高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷 （ 晶界 、 错 、 穴 等 ）原 子高 度 有 序 ， 位 空 ， 强度 接 近 于 完整 晶体 的理 论值 ，是 目前 已知 强度 最 大 的 固体 ， 具有 优 良的力 学性 能 ， 可作 为 符合 材料 的增 强和 改 性组分 ［ ” 。 硫 酸 钙 晶须 ， 又称 石 膏 晶 须 ， 无 水 硫 酸 钙 的 是 纤 维状 单 晶体 ， 白色疏 松针 状 物 ， 有完 善 的结 构 、 具 完 整 的外形 、 定 的横 截面 、 定 的尺 寸 ， 特 稳 其平 均 长 径 比一般 为 ３ ０～８ 。具有颗 粒 状填料 的 细度 、 ０ 短纤 维 填 料 的长 径 比 、 高 温 、 酸 碱 性 、 化 学 腐 蚀 、 耐 耐 抗 韧 性好 、 电绝缘 性 好 、 强度 高 、 易进 行 表 面 处 理 ， 与 树 脂 、 料 、 胶相 容 性 好 ， 够均 匀 分 散 ， 有 优 塑 橡 能 具 良的增 强功 能和 阻燃 性 。和其 他 无机 晶须 相 比 ， 硫 酸钙 晶须是无 毒 的绿色 环保材料 ［ ２ １ 。
收 稿 日期 ：２ １—７０ ０ ００ 。７ 作者简介 ：师存 杰（ ９ ４ ， ， １７ 一）男 青海互助人 ， 讲师， 毕业于东北林业大学化学工程专业， 从事化学工程专业的教 学与科研工作。 Ｅ ｍａｌｑ ｓ ＠ｔｍ． ｍ。 ・ ｉ ｄｃ ｏ ｔ ： ｊ ｏ
钙 晶须 极 好 的性 价 比 ， 有 良好 的应 用 前 景 ， 场 潜 力 巨大 。 具 市 中 图分 类 号 ： ＇ ４ ． ｒ ３３ Ｑ ４
晶须 是 指 以单 晶 形 式 生 长 成 的具 有 一 定 长 径 比的一种 纤维 材 料 ，其 直径 约 为 ００ １ ｍ， ．１ ０ 长
第３ ９卷 第 ４期 ２１ ００年 ８月
当
代
化
工
Ｖｏ ．９， ． １３ Ｎｏ４ Ａｕｇ ｔ， ０１ ｕｓ ２ ０
Ｃ ｎ ｅ ｏａｙ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｏ ｔｍｐ ｒ ｒ ｈ ｍｉａ ｄ ｓ ｙ Ｉ ｒ
硫 酸 钙 晶须 的制 备及 其应 用 进展 术
师存杰 ， 张兴儒 ， 郭祖鹏 ， 焉海波
１３ 制备技 术现 状 － （ ） 膏为原 料 １石
１ 硫酸钙晶须 的制备
１１ 制备 方法 ．
以石膏 为原料 制备硫 酸钙 晶须 的方法 主要有水
硫 酸钙 晶须 与 硫酸 钙石 膏 一样 ，也有 二 水 、 半 水 和无水 之分 ， 酸 钙 晶须 的制备 是 将粒 状 的二 水 硫
硫 酸钙转 化为 纤维状半 水硫 酸钙 晶须 的过程 。
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 一结 晶 一脱水 的过 程ｆ， 学反应 方程 式如下 ： ４化 】 Ｃ Ｓ ４２ ２ 颗粒 状 ）－ ａ Ｏ ・ １ ） ２ 纤维 ａ Ｏ ＂Ｈ Ｏ（ － Ｃ Ｓ （ ／ Ｈ Ｏ（ － ￣ ２
热法和常压酸化法 。水热法是将 ＜ ２％的二水石膏 悬 浮液加 到 水压 热器 中处理 ，在 饱 和蒸 气 压力 下 ， 二 水石 膏变 为 细小 针状 的半 水 石 膏 ， 经 晶形稳 定 再 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 成 针状 半水 硫 酸钙 晶须 。与水 压热 法 相 比 ， 方 法不 需要 此 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［１ ５。 － ８ （） ２ 钙盐 和硫 酸 盐为原 料 此法 又 称为 微 乳法 ， 别 配 制钙 盐 和硫 酸盐 溶 分
状 ） （／ ） Ｏ ＋ ３２Ｈ２
Ｃ Ｓ （ ／ ） ０（ 维 状 ） Ｃ Ｓ （ 维 状 ） ａ Ｏ － １ Ｈ２ 纤 ２ ａ ０４纤 ＋
（ ／） ２ １ ＨＯ ２
（ ） ａＯ ・Ｈ２ 的溶解 过程 ： １Ｃ Ｓ ２ ０
Ｃａ Ｏ４２ Ｏ ＿ Ｃ ＋Ｓ ＋２ ０ Ｓ ・ Ｈ２ ÷ ０４ Ｈ２
（ ） ａＯ ・１ ） ０ 的结 晶过程 ： ２ Ｃ Ｓ （／ Ｈ２ ２
Ｃ 斗＋Ｓ ４ ＋（／ ） ０ Ｃ Ｓ ・１２ Ｈ Ｏ ａ ０ ２ １ Ｈ２ 一 ２ ａ （／ ） ２
（） ａＯ ・１ ） ２ ３Ｃ Ｓ （／ Ｈ０脱水 生成无水 硫酸钙 晶须 ： ２
Ｃ Ｓ （ ／） ２ ・ ａ Ｏ ＋（ ／） ２ ａ Ｏ ・ １ Ｈ Ｏ— Ｃ Ｓ ４ １ Ｈ ０ ２ ２
摘 关 键
要 ： 综述了硫酸钙晶须的制备原理和方法及应用方面的研究进展 ， 并介绍 了其性能特点 。 由于硫酸 词： 硫酸钙晶须 ； 制备 ； 性能 ； 应用
文献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ４ ０ ２ １ ）４ ０３ — ６ １ ０ ６ （０ ０ ０ — ４ ６ ０ ４
目前 ， 制取 硫 酸钙 晶须 的方法 主 要有 水 压热 法 和常压 酸 化法 。水 压热 法 ， 天然石 膏 精 制后 得 到 将 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 成针 状或 纤 维状 半 水硫 酸 钙 晶
度约 为 １ ～１ ｍ，长径 比达 到 ５～ｌ ０ ０ ０ ０甚 至更 ０
须 【 Fra Baidu bibliotek 】 。
１２ 制 备原理 ．
结 晶理 论认 为 ， 酸钙 晶须 的制备 实 质上 是 颗 硫
高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷 （ 晶界 、 错 、 穴 等 ）原 子高 度 有 序 ， 位 空 ， 强度 接 近 于 完整 晶体 的理 论值 ，是 目前 已知 强度 最 大 的 固体 ， 具有 优 良的力 学性 能 ， 可作 为 符合 材料 的增 强和 改 性组分 ［ ” 。 硫 酸 钙 晶须 ， 又称 石 膏 晶 须 ， 无 水 硫 酸 钙 的 是 纤 维状 单 晶体 ， 白色疏 松针 状 物 ， 有完 善 的结 构 、 具 完 整 的外形 、 定 的横 截面 、 定 的尺 寸 ， 特 稳 其平 均 长 径 比一般 为 ３ ０～８ 。具有颗 粒 状填料 的 细度 、 ０ 短纤 维 填 料 的长 径 比 、 高 温 、 酸 碱 性 、 化 学 腐 蚀 、 耐 耐 抗 韧 性好 、 电绝缘 性 好 、 强度 高 、 易进 行 表 面 处 理 ， 与 树 脂 、 料 、 胶相 容 性 好 ， 够均 匀 分 散 ， 有 优 塑 橡 能 具 良的增 强功 能和 阻燃 性 。和其 他 无机 晶须 相 比 ， 硫 酸钙 晶须是无 毒 的绿色 环保材料 ［ ２ １ 。
收 稿 日期 ：２ １—７０ ０ ００ 。７ 作者简介 ：师存 杰（ ９ ４ ， ， １７ 一）男 青海互助人 ， 讲师， 毕业于东北林业大学化学工程专业， 从事化学工程专业的教 学与科研工作。 Ｅ ｍａｌｑ ｓ ＠ｔｍ． ｍ。 ・ ｉ ｄｃ ｏ ｔ ： ｊ ｏ
钙 晶须 极 好 的性 价 比 ， 有 良好 的应 用 前 景 ， 场 潜 力 巨大 。 具 市 中 图分 类 号 ： ＇ ４ ． ｒ ３３ Ｑ ４
晶须 是 指 以单 晶 形 式 生 长 成 的具 有 一 定 长 径 比的一种 纤维 材 料 ，其 直径 约 为 ００ １ ｍ， ．１ ０ 长
第３ ９卷 第 ４期 ２１ ００年 ８月
当
代
化
工
Ｖｏ ．９， ． １３ Ｎｏ４ Ａｕｇ ｔ， ０１ ｕｓ ２ ０
Ｃ ｎ ｅ ｏａｙ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｏ ｔｍｐ ｒ ｒ ｈ ｍｉａ ｄ ｓ ｙ Ｉ ｒ
硫 酸 钙 晶须 的制 备及 其应 用 进展 术
师存杰 ， 张兴儒 ， 郭祖鹏 ， 焉海波
１３ 制备技 术现 状 － （ ） 膏为原 料 １石
１ 硫酸钙晶须 的制备
１１ 制备 方法 ．
以石膏 为原料 制备硫 酸钙 晶须 的方法 主要有水
硫 酸钙 晶须 与 硫酸 钙石 膏 一样 ，也有 二 水 、 半 水 和无水 之分 ， 酸 钙 晶须 的制备 是 将粒 状 的二 水 硫
硫 酸钙转 化为 纤维状半 水硫 酸钙 晶须 的过程 。
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 一结 晶 一脱水 的过 程ｆ， 学反应 方程 式如下 ： ４化 】 Ｃ Ｓ ４２ ２ 颗粒 状 ）－ ａ Ｏ ・ １ ） ２ 纤维 ａ Ｏ ＂Ｈ Ｏ（ － Ｃ Ｓ （ ／ Ｈ Ｏ（ － ￣ ２
热法和常压酸化法 。水热法是将 ＜ ２％的二水石膏 悬 浮液加 到 水压 热器 中处理 ，在 饱 和蒸 气 压力 下 ， 二 水石 膏变 为 细小 针状 的半 水 石 膏 ， 经 晶形稳 定 再 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 成 针状 半水 硫 酸钙 晶须 。与水 压热 法 相 比 ， 方 法不 需要 此 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［１ ５。 － ８ （） ２ 钙盐 和硫 酸 盐为原 料 此法 又 称为 微 乳法 ， 别 配 制钙 盐 和硫 酸盐 溶 分
状 ） （／ ） Ｏ ＋ ３２Ｈ２
Ｃ Ｓ （ ／ ） ０（ 维 状 ） Ｃ Ｓ （ 维 状 ） ａ Ｏ － １ Ｈ２ 纤 ２ ａ ０４纤 ＋
（ ／） ２ １ ＨＯ ２
（ ） ａＯ ・Ｈ２ 的溶解 过程 ： １Ｃ Ｓ ２ ０
Ｃａ Ｏ４２ Ｏ ＿ Ｃ ＋Ｓ ＋２ ０ Ｓ ・ Ｈ２ ÷ ０４ Ｈ２
（ ） ａＯ ・１ ） ０ 的结 晶过程 ： ２ Ｃ Ｓ （／ Ｈ２ ２
Ｃ 斗＋Ｓ ４ ＋（／ ） ０ Ｃ Ｓ ・１２ Ｈ Ｏ ａ ０ ２ １ Ｈ２ 一 ２ ａ （／ ） ２
（） ａＯ ・１ ） ２ ３Ｃ Ｓ （／ Ｈ０脱水 生成无水 硫酸钙 晶须 ： ２
Ｃ Ｓ （ ／） ２ ・ ａ Ｏ ＋（ ／） ２ ａ Ｏ ・ １ Ｈ Ｏ— Ｃ Ｓ ４ １ Ｈ ０ ２ ２