本发明专利技术涉及一种利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的方法。本发明专利技术首先采用重结晶法对低品位天然石膏或其尾矿进行纯化和提纯，将低品位石膏或石膏尾矿进行破碎、筛分，然后将其加入到特定溶度的酸中，加热到一定温度使其全部溶解，趁热进行固液分离除去未溶解固相杂质，将液相于较低温度下冷却重结晶、固液分离，将滤饼水洗、烘干，得到高纯石膏。然后将高纯石膏配成一定浓度的悬浮液，加入一定量的晶形助长剂，在水热条件合成高长径比的硫酸钙晶须。该工艺利用丰富、廉价的低品位天然石膏或其尾矿得到高附加值的化工产品硫酸钙晶须，有效地降低了生产成本，生产过程清洁环保，具有较强的推广与应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫酸钙晶须制备领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
由于高品质天然石膏采矿成本升高，导致硫酸钙晶须制备成本升高，与此同时，高品位石膏资源逐渐减少，因此充分开发和利用低品位石膏或石膏尾矿资源越来越受到重视。而低品位天然石膏或石膏尾矿因其含有杂质成分复杂、级配较差，纯度较低，为低品位天然石膏或石膏尾矿资源化利用造成了障碍。石膏尾矿若不被利用即成为工业废弃物，占用土地，污染环境，给环境和社会造成了污染，同时也给企业造成了负担。如果能够合理的利用石膏尾矿，不仅对环境和社会有利，也能给企业减轻负担，提高经济效益。因此，充分利用低品位天然石膏及其尾矿，发展石膏产品的深加工技术，生产高性能和高附加值的化工产品是目前急需解决的一个问题。硫酸钙晶须是一种性能优良、价格低廉的绿色环保材料。硫酸钙晶须又名石膏晶须，它是硫酸钙的纤维状单晶体，与石膏一样具有无水、半水和二水之分。有极高的抗拉强度和弹性模量，耐高温、抗化学腐蚀、易进行表面处理。硫酸钙晶须可用作中等强度的填充剂，可作为高价值的工业材料，且价格低，可用作树脂、橡胶、涂料、造纸中的增强剂或功能性填料，又可以用于摩擦、建筑、密封、保温及阻燃材料等，有着极为广阔的发展前景。目前尚没有利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的工艺。关于利用天然石膏制备硫酸钙晶须，中国专利公开号CN102776569A提供了一种利用天然石膏制备硫酸钙晶须的方法，首先采用化学方法对天然石膏进行净化处理和提纯，将天然石膏与碳酸氢铵、氨水进行复分解反应得到硫酸铵和碳酸钙，经固液分离后得到硫酸铵溶液和粗品碳酸钙，用盐酸处理副产的粗品碳酸钙得到氯化钙溶液并去除杂质，将氯化钙与硫酸铵反应得到纯硫酸钙；然后将提纯得到的硫酸钙采用水热法制备硫酸钙晶须，该方法过程复杂且成本较高，且有副产物，制备的晶须长径比较小。
技术实现思路
目前尚没有利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的工艺。关于利用天然石膏制备硫酸钙晶须，现有工艺过程复杂且成本较高，且有副产物，制备的晶须长径比较小。本专利技术提供了一种利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的工艺，旨在解决现有工艺对原料的要求较高，原料不能得到充分利用，制备出的硫酸钙晶须的品质较差，生产成本较高，环境污染较为严重的问题。本专利技术的利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤:I)粉碎筛分:将低品位石膏矿或石膏尾矿破碎筛分，获得矿渣；2)溶解:将步骤I)所得矿渣用过量的酸在50?80°C下溶解，溶解后过滤收集滤液，获得硫酸钙浸出液；3)结晶:将步骤2)获得的硫酸钙浸出液在O?25°C下结晶析出晶体，过滤后获得硫酸1?晶体滤饼； 4)水洗干燥:将硫酸钙晶体滤饼水洗后干燥制得二水硫酸钙晶体，提纯后二水硫酸钙的质量分数高达97.0%?99.5% ;5)料楽制备:将硫酸妈晶体加水溶解后加入晶型助长剂制成硫酸妈晶须料楽.;其中，所述硫酸钙晶须料浆中硫酸钙质量分数为3%?13%，所述硫酸钙晶须料浆中晶型助长剂的无水盐的质量分数为0.04%?0.2% ;6)水热反应:将步骤5)制得的硫酸钙晶须料浆进行水热反应，其中，反应温温度140?180°C，反应时间2?1h ;7)过滤、洗涤和干燥:将步骤6)水热反应后产物降温过滤，洗涤滤渣，干燥后制得硫酸1?晶须。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，所述低品位石膏矿或石膏尾矿为石膏含量低或开采加工后的不能直接用于合成硫酸钙晶须的石膏矿，其中SO3的质量分数为30.2%?40%，二水硫酸钙的质量分数为65%?85%。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤I)所述低品位石膏或石膏尾矿采用粉碎机粉碎，粉碎的粒径< 120目。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤2)溶解过程中所使用的酸为盐酸、硝酸或两者混合物。优选地，所述盐酸溶液为0.5?1.5mol/L ;所述硝酸溶液浓度为0.5?1.5mol/L，所述酸溶液可以循环使用。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤2)溶解过程中矿渣与酸溶液的质量比为2:100 - 8:100 ;优选地，步骤2)溶解时间为2?1h0根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤3)结晶时间只要满足结晶完全即可，优选地，所述结晶时间为12?24h。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤4)所述干燥过程的温度为40?60°C，干燥时间为2?12h。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤5)对低品位天然石膏或其尾矿提纯处理得到的硫酸钙采用水热法制备硫酸钙晶须过程需进行搅拌，搅拌速度优选为100?300r/min。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤5)对低品位天然石膏或其尾矿提纯处理得到的硫酸钙采用水热法制备硫酸钙晶须的反应时间2?10h。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，步骤5)对低品位天然石膏或其尾矿提纯处理得到的硫酸钙采用水热法制备硫酸钙晶须的晶型助长剂为六水氯化镁、无水氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化铜中的一种或两种混合。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，优选地，步骤7)所述干燥条件为105?120°C条件下干燥6?12h。根据本专利技术的制备硫酸钙晶须的方法，各步骤涉及的过滤均可以使用本领域内常用的过滤方式实现，例如抽滤等。本专利技术首先采用重结晶法对低品位天然石膏或其尾矿进行纯化和提纯，将低品位石膏或石膏尾矿进行破碎、筛分，然后将其加入到特定溶度的酸中，加热到一定温度使其全部溶解，趁热进行固液分离除去未溶解固相杂质，将液相于较低温度下冷却重结晶、固液分离，将滤饼水洗、烘干，得到高纯石膏。然后将高纯石膏配成一定浓度的悬浮液，加入一定量的晶形助长剂，在水热条件合成高长径比的硫酸钙晶须。该制备硫酸钙晶须的工艺利用丰富、廉价的低品位天然石膏或其尾矿得到高附加值的化工产品硫酸钙晶须，有效地降低了生产成本，生产过程清洁环保，具有较强的推广与应用价值。本专利技术对低品位天然石膏或其尾矿进行提纯，用得到的高纯石膏制备硫酸钙晶须，加入一定量的晶形助长剂，所以其制备的硫酸钙晶须平均直径为1.34?2.14，平均长径比尚达100。本专利技术与现有技术相比有如下优点:(I)本工艺充分、合理利用低品位天然石膏或其尾矿制备硫酸钙晶须产品，克服了低品位天然石膏或其尾矿合成硫酸钙晶须难等问题，从而达到解决由于低品位石膏或石膏尾矿利用率低而造成的环境问题和社会问题的目的。(2)本工艺合成的硫酸1?晶须纯度尚、长径比尚，旨在解决现有技术制备硫酸妈晶须对原料的要求较高，原料不能得到充分利用，制备出的硫酸钙晶须的品质较差，生产成本较高，环境污染较为严重的问题。从根本上解决了低品位天然石膏或其尾矿不能大量工业化利用的瓶颈问题，达到节能减排、变废为宝的目的，具有广阔的应用前景及市场前景。(3)本专利技术工艺简单，操作方便，成本低，整个反应过程无毒、无害、无污染。【附图说明】图1为本专利技术所得硫酸钙晶须的扫描电镜图。【具体实施方式】以下通过实施例进一步阐述本专利技术，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤：1)粉碎筛分：将低品位石膏矿或石膏尾矿破碎筛分，获得矿渣；2)溶解：将步骤1)所得矿渣用过量的酸在50～80℃下溶解，获得硫酸钙浸出液；3)结晶：将步骤2)获得的硫酸钙浸出液在0～25℃下结晶析出晶体，过滤后获得二水硫酸钙晶体滤饼；4)水洗干燥：将二水硫酸钙晶体滤饼水洗后干燥制得二水硫酸钙晶体；5)料浆制备：将二水硫酸钙晶体加水溶解后加入晶型助长剂制成硫酸钙晶须料浆；其中，所述硫酸钙晶须料浆中硫酸钙质量分数为3％～13％，所述硫酸钙晶须料浆中晶型助长剂的无水盐的质量分数为0.04％～0.2％；6)水热反应：将步骤5)制得的硫酸钙晶须料浆进行水热反应，其中，反应温温度140～180℃，反应时间2～10h；7)过滤、洗涤和干燥：将步骤6)水热反应后产物降温过滤，洗涤滤渣，干燥后制得硫酸钙晶须。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁绪川，王敏，王怀有，周育华，赵强，赵有璟，
申请(专利权)人：青海博川矿业开发有限公司，中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63
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