（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）硫酸鈣晶須主要的制備方法有以下幾種：
1、水熱法
目前，硫酸鈣晶須制備最常用的方法是水熱法，其特點(diǎn)在于制備工藝相對簡(jiǎn)單、生產(chǎn)條件要求不苛刻、產(chǎn)品純度較高、形貌控制較好；這方面的研究比較多，已部分投入中試生產(chǎn)。水熱法是將原料以一定配比得到懸浮液，在一定的溫度、壓力、pH 值等條件下，置于高壓反應釜中完成制備過(guò)程，即可制得硫酸鈣晶須產(chǎn)品。水熱條件下,水作為化學(xué)組分起作用并參與反應,既是溶劑又是膨化促進(jìn)劑,同時(shí)還可以作為壓力傳遞介質(zhì);通過(guò)加速滲析反應和控制其過(guò)程的物理化學(xué)因素,實(shí)現晶須的形成和改性。在水熱條件下,既可制備單組分的微小單晶體,又可制備雙組分或多組分的特殊化合物粉末,克服某些高溫條件下不可克服的晶型轉變、分解、揮發(fā)等不足。此法原料可以選用石膏、廢鹵渣、檸檬酸廢渣、鹵水等，來(lái)源廣泛且環(huán)保，具有重要的實(shí)際推廣意義。
水熱法晶體生長(cháng)示意圖
東北大學(xué)袁致濤等以CaSO4·2H2O為原料,采用水熱法合成了超細硫酸鈣晶須。以?huà)呙桦婄R作為分析超細硫酸鈣晶須直徑的手段,得出制備超細硫酸鈣晶須的最優(yōu)工藝條件為反應溫度120℃、料漿初始pH值9.8-10.1、料漿質(zhì)量分數5%、原料粒度18.1mm。在此條件下,制備出了平均直徑為0.19mm,長(cháng)徑比為98的超細硫酸鈣晶須產(chǎn)品。
武漢科技大學(xué)鳳曉華等以二水石膏礦和半水石膏粉為原料,采用水熱法制備硫酸鈣晶須。結果表明,其影響因素大小為:濃度>反應壓力>反應溫度>攪拌速率,制備硫酸鈣晶須的最佳工藝條件為:懸浮液濃度為10%,壓力為2.0MPa,溫度為115℃,攪拌速率為150r/min,此時(shí)制備的晶須形貌最佳。
2、常壓酸化法
常壓酸化法是指在一定溫度下,高濃度生石膏懸浮液在酸性溶液中,可轉變成針狀或纖維狀的硫酸鈣晶須。常壓酸化法通常溫度要求比水熱法更低，選用的原料種類(lèi)相似，但反應條件相對簡(jiǎn)單，更易操作，理論上產(chǎn)品成本更低，更容易投入工業(yè)化大規模生產(chǎn)。但該法由于需在強酸介質(zhì)中進(jìn)行，設備及管道需具有較好的防腐蝕能力，設備投資較大；生石膏在酸性介質(zhì)中溶解度較高，會(huì )使產(chǎn)品收率大幅度下降；強酸形成的濾渣的處理工作比較困難，大大增加了環(huán)境壓力。所以受各種工藝條件及可行性研究所限，常壓酸化法制備硫酸鈣晶須的工業(yè)化生產(chǎn)至今尚無(wú)報道。
四川理工學(xué)院崔益順以磷石膏和硫酸為原料,采用常壓酸化法制備硫酸鈣晶須。通過(guò)極差分析,得出優(yōu)化工藝條件:反應溫度為103℃,反應時(shí)間為30min,攪拌速度為280r/min,原料磷石膏、硫酸、水的質(zhì)量配比為1：4，6：35。在該條件下,晶須產(chǎn)率為31.36%,晶須平均長(cháng)徑比為95,白度為65.8%,硫酸鈣純度達到93.61%。
3、微乳法
微乳法較上述兩種方法，研究和工業(yè)應用較少，通常是在室溫條件完成反應，操作簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)成本較高。其主要工序是將原料分別配成一定濃度的溶液，在溶液中加入一定的表面活性劑、催化劑等，將溶液混合陳化，過(guò)濾后即可得到晶須產(chǎn)品。其主要影響因素是溶液濃度、添加劑用量等。
上海大學(xué)張袖麗等用水(溶液)/脂肪醇聚氧乙烯醚/環(huán)己烷/正戊醇的微乳體系,制備了分散性良好、尺寸均一的單斜結構CaSO4·0.662H20納米棒,其平均直徑為50nm,長(cháng)度為800-1600nm。研究表明,當水/表比(w)為6-15、油/表比(w)在5-12之間、反應物濃度為0.05-0.3mol/L時(shí),適合于棒狀硫酸鈣的合成。性質(zhì)研究發(fā)現,納米硫酸鈣在339nm處有較強的紫光發(fā)射,這在納電子器件等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。
4、其他制備方法
近年來(lái)，硫酸鈣晶須制備研究較多，前面介紹的幾種方法已比較成熟。工業(yè)生產(chǎn)主要的方法是水熱法和常壓酸化法，多數工藝也是以此為基礎。下面的幾種方法與之前有所不同，為硫酸鈣晶須的研制提供了一些新的思路。
煙氣脫硫法：以石灰石料漿或石灰石粉為脫硫劑,通過(guò)向吸收塔內噴入吸收劑,同時(shí)鼓入強氧化空氣,使煙氣中的二氧化硫轉化為二水合硫酸鈣(石膏),再將石膏懸浮液脫水,所得產(chǎn)物即為顆粒細小的脫硫硫酸鈣晶須。
電石渣法：先將電石渣加水制成料漿,再與硫酸反應制得石膏,將產(chǎn)物移入高壓反應釜中在飽和蒸汽環(huán)境中養護,并經(jīng)洗滌、干燥后即得纖維狀硫酸鈣晶須。
離子交換法：大連交通大學(xué)李準采用離子交換樹(shù)脂作為可供離子沉淀劑，在一定溫度、攪拌的條件下，與硫酸鋅溶液反應，所得產(chǎn)物直接烘干后即得硫酸鈣晶須。實(shí)驗結果表明，反應體系的適宜合成溫度在40-60℃之間，反應時(shí)間在2-4h之間，硫酸鋅溶液濃度介于0.17-0.35mol/L之間。所制備的產(chǎn)物為含有半個(gè)結晶水的硫酸鈣，其類(lèi)型為γ−CaSO4，產(chǎn)物純度較高，且結晶性良好。
四川大學(xué)唐湘等用鹽酸分解磷礦制備磷酸和硫酸鈣晶須,主要研究了制備硫酸鈣晶須的工藝條件。將磷礦粉用鹽酸分解過(guò)濾得含鈣離子的酸解液,然后向酸解液中加入硫酸,通過(guò)控制反應條件制備硫酸鈣晶須。通過(guò)實(shí)驗得到制備長(cháng)徑比較大的硫酸鈣晶須的最佳工藝條件:溫度為60℃、硫酸質(zhì)量分數為90%、加料時(shí)間為15min、攪拌速率為200r/min左右。在此工藝條件下,制備出的硫酸鈣晶須直徑為10-20mm,長(cháng)為800-1200mm,長(cháng)徑比可達到78,顏色潔白。
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