硫酸鈣晶須作為特殊的晶體材料,具有高強度、高模量等優(yōu)異性能,廣泛應用于造紙、橡膠和塑料等領(lǐng)域。
脫硫石膏主要成分、性能和可操作性與天然石膏類(lèi)似,以其替代天然石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須,既能減少天然石膏開(kāi)采導致的生態(tài)環(huán)境破壞,又能實(shí)現火電廠(chǎng)固廢脫硫石膏減量和資源化利用,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。
硫酸鈣晶須的制備方法主要有水熱法和常壓酸化法。水熱法對設備的抗壓、耐溫性能要求嚴格,生產(chǎn)過(guò)程復雜、生產(chǎn)成本高;與水壓熱法相比,常壓酸化法工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低且易于實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。
田雨等以火電廠(chǎng)固廢脫硫石膏為原料,采用常壓酸化法制備硫酸鈣晶須,考察脫硫石膏預處理、硫酸濃度、脫硫石膏質(zhì)量濃度和硫酸循環(huán)使用次數對脫硫石膏性質(zhì)和硫酸鈣晶須的影響。
1、原料及預處理
脫硫石膏主要成分為CaSO4·2H2O,含有少量的SiO2和Al2O3等雜質(zhì),其雜質(zhì)的主要來(lái)源為濕法脫硫時(shí)卷入的粉煤灰。脫硫石膏經(jīng)粉碎機破碎1min后備用。
脫硫石膏預處理:量取200mL稀硫酸溶液(濃度為3.55mmol/L),稱(chēng)取100g脫硫石膏加入硫酸溶液中,常溫下攪拌30min,直至無(wú)氣泡產(chǎn)生,然后靜置10min,過(guò)濾,濾餅用去離子水洗滌數次后,在烘箱中80℃干燥6h,經(jīng)過(guò)粉碎機破碎1min,篩分得到小于100目的預處理后的脫硫石膏,分裝備用。
脫硫石膏制備硫酸鈣晶須:采用常壓酸化法制備硫酸鈣晶須,典型制備過(guò)程:量取300mL硫酸溶液(硫酸濃度分別為1、1.5、2、2.5mol/L和3mol/L),加入三口圓底燒瓶中,置于80℃水浴中,加入一定質(zhì)量濃度(6.7、10、13.3g/L和16.7g/L)的預處理后的脫硫石膏,恒溫攪拌1h,趁熱過(guò)濾,30℃下將濾液置于燒杯中陳化3h,完成硫酸鈣重結晶,再過(guò)濾,濾餅用去離子水多次洗滌后,在烘箱中90℃干燥2h,得到硫酸鈣晶須,濾液(硫酸溶液)回收循環(huán)使用。
2、結果分析
經(jīng)過(guò)預處理后的脫硫石膏中雜質(zhì)部分脫除,脫硫石膏中CaSO4·2H2O的質(zhì)量分數提高,制備的硫酸鈣晶須純度、白度和長(cháng)徑比等品質(zhì)得到改善。
硫酸濃度和脫硫石膏質(zhì)量濃度均影響硫酸鈣晶須品質(zhì),硫酸溶液濃度為2mol/L、脫硫石膏質(zhì)量濃度為10g/L時(shí),制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)較好,晶須的形貌尺寸均一,長(cháng)徑比較高,為60~110。
在實(shí)驗范圍內,硫酸溶液循環(huán)使用對晶須形貌無(wú)顯著(zhù)影響,但其雜質(zhì)質(zhì)量分數增加。
資料來(lái)源:《田雨,趙玉,詹華,等.火電廠(chǎng)脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的研究[J].現代化工:2021》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉載請注明出處!
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