石膏晶須是硫酸鈣的纖維狀單晶體,又稱(chēng)石膏纖維,具有高強度、高模量、高介電強度、耐磨耗、耐高溫、耐腐蝕、紅外線(xiàn)反射性良好、易于表面處理、與高分子聚合物的親和力強等諸多優(yōu)良的理化性能,可用作增強填料、摩擦材料、瀝青改性材料、過(guò)濾材料以及造紙填料等。
1、石膏晶須的制備技術(shù)
石膏晶須的制備方法主要有礦物轉化法和化學(xué)合成法兩種,原料可以是天然石膏、磷石膏、脫硫石膏、電石渣、鹵渣、廢酸和鹵水、檸檬酸渣等。
(1)礦物轉化法
礦物轉化法又可以分為液相法和固相法兩大類(lèi)。礦物轉化法采用天然石膏為原料,通過(guò)物理轉化石膏的晶體形態(tài)制取產(chǎn)品,投資少,工藝簡(jiǎn)單,清潔環(huán)保,沒(méi)有二次污染,適用于各種礦物原料直接生產(chǎn)石膏晶須制品。
石膏晶須的基本生產(chǎn)過(guò)程:首先精選礦石原料,然后按照液相或固相的工藝要求,置于熱力容器中,在特定的壓力和溫度條件下,二水石膏重結晶為細小纖維狀的半水石膏(半水石膏晶須)。反應完成后,經(jīng)過(guò)晶型穩定化處理和改性處理,再將半水石膏晶須脫水干燥,生產(chǎn)出不同要求的石膏晶須產(chǎn)品。
根據市場(chǎng)的定貨要求,控制干燥溫度的高低,即可以分別產(chǎn)出半水石膏晶須或無(wú)水石膏晶須。半水石膏晶須通常只能在低于350°F時(shí)使用,否則容易釋放結晶水;而無(wú)水石膏晶須則可以在1500°F以下廣泛使用。目前,市場(chǎng)上晶須產(chǎn)品以無(wú)水石膏短纖維居多。
目前,中國生產(chǎn)石膏晶須的成套設備已實(shí)現國產(chǎn)化,主要設備均可在國內訂購。
(2)化學(xué)合成法
化學(xué)合成法采用高純度的化工商品為原料,通過(guò)一系列有控制的化學(xué)反應轉化為石膏晶須,生產(chǎn)工藝比較復雜,設備投資較大,但產(chǎn)品質(zhì)量純度較好,適合沒(méi)有礦物原料的地區生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品。
▼四川某公司采用氯化鈣和硫酸生產(chǎn)石膏晶須工藝流程

2、石膏晶須主要應用領(lǐng)域及技術(shù)指標
石膏晶須可分為:石膏短纖維、石膏中長(cháng)纖維和石膏長(cháng)纖維,不同長(cháng)度和直徑的石膏晶須材料可用于不同的領(lǐng)域。
石膏短纖維:亦稱(chēng)石膏晶須,也有人稱(chēng)為化學(xué)微纖,石膏的纖維狀結晶體,主要應用于橡膠、塑料、涂料、粘結劑等要求細度在0.3mm以下的行業(yè)。
石膏中長(cháng)纖維:亦稱(chēng)石膏紙漿,主要應用于造紙和紙制品行業(yè)。
石膏長(cháng)纖維:亦稱(chēng)石膏絨,主要應用于纖維長(cháng)度要求高的行業(yè),如保溫、保健、紡織等。
▼石膏晶須主要技術(shù)指標

石膏晶須用作造紙原料時(shí),不但可以取代填料,也可以部分或全部代替紙漿,用于生產(chǎn)各類(lèi)工業(yè)紙張。特別適宜于生產(chǎn)各類(lèi)板紙、瓦楞紙等工業(yè)用紙,也適宜于生產(chǎn)各類(lèi)不燃紙板等。研究表明:石膏微纖維能夠在紙張中保持一定的纖維形態(tài)。紙漿中適量加入石膏晶須對成紙強度具有一定改善作用。把磷石膏晶須按一定比例加入到木漿中,造出的紙張潔白光滑,白度和抗拉強度等性能指標和純木漿制成的紙張相差不大。
石膏晶須集增強纖維和超細無(wú)機填料二者的優(yōu)勢于一體,可以滿(mǎn)足橡膠、塑料、化工等行業(yè)更高的產(chǎn)品要求,開(kāi)發(fā)各種外觀(guān)質(zhì)量要求高、尺寸精度高且穩定性好、強度高、耐熱、耐酸、耐磨的改性塑料;是橡膠、塑料的填充劑和增強劑,替代傳統鈦白粉、白炭黑,不但可以節約制品的成本,還可以顯著(zhù)提高產(chǎn)品性能;也可以代替石棉作為摩擦材料;減少公害污染,提高產(chǎn)品性能。
3、石膏晶須市場(chǎng)前景
我國的天然石膏資源非常豐富,石膏晶須以天然石膏為原料,資源多,成本低,同時(shí)也為石膏礦的深度加工提供了新途徑。
在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、節能減排的政策推動(dòng)下,脫硫石膏、磷石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏的深加工產(chǎn)業(yè)必然是會(huì )超速發(fā)展。由工業(yè)副產(chǎn)石膏制石膏晶須就是用工業(yè)廢料生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的一種變廢為寶的途徑。
國外石膏晶須的研制應用等已涉及到電子、儀表、機械等領(lǐng)域,未來(lái)石膏晶須將代替現有晶須產(chǎn)品,應用于造紙、工程塑料、橡膠等行業(yè),按照添加量占基材的5-30%計,其年需求在10-30萬(wàn)噸左右;若持續發(fā)展涂料、造紙、建材、汽車(chē)、電子等行業(yè),預計年需求量將超過(guò)60萬(wàn)噸,產(chǎn)值可突破十億元;石膏晶須的引入,可使各產(chǎn)業(yè)降低了生產(chǎn)成本,有效提高其利潤空間,應用前景非常廣闊。
參考資料:石膏礦物纖維在造紙中的應用及其市場(chǎng)前景,作者:殷彤等;纖維狀非金屬礦物在造紙工業(yè)的應用,作者:祝葉等
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