短柱状α‑半水石膏的制备方法技术

本发明专利技术涉及无机材料制备技术领域，尤其涉及一种短柱状α‑半水石膏的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将生石膏加入到水中，配制成料浆，向料浆中加入媒晶剂的水溶液，常温下搅拌均匀，得到反应体系；其中，媒晶剂为带苯环或六元环的多元羧酸、带苯环或六元环的多元羧酸盐、或者是带苯环或六元环的多元酸酐；将反应体系移入水热反应釜中，进行水热反应；水热反应结束后冷却，对得到的悬浊液过滤、干燥，得到短柱状α‑半水石膏。该制备方法优化了短柱状α‑半水石膏的制备工艺，具有工艺简单、适用于工业化生产等特点。

Short column alpha hemihydrate gypsum preparation method

The present invention relates to the technical field of inorganic material preparation, in particular to a method for preparing a short column alpha hemihydrate gypsum. The preparation method comprises the following steps: the gypsum is added to water, prepared into slurry, adding water solution crystallization agent into slurry, stirring at room temperature, reaction system; the polycarboxylic acid, with benzene crystallization agent with aromatic ring or six membered ring or six membered ring polycarboxylic acid salt, or a polybasic acid anhydride with phenyl or six membered ring; the reaction system in hydrothermal reaction kettle, hydrothermal reaction; the end of the hydrothermal reaction after cooling, suspension filtration, get dry, get short column alpha hemihydrate gypsum. The preparation process of the preparation method of the optimization of short column alpha hemihydrate gypsum, has the advantages of simple process, suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
短柱状α-半水石膏的制备方法
本专利技术涉及无机材料制备
，尤其涉及一种短柱状α-半水石膏的制备方法。
技术介绍
半水石膏分为α型与β型两种。β型半水石膏是在过热的非饱和蒸汽下快速形成的，晶体疏松、结晶度较差，晶形细小且不规则，多呈鳞片状、少量为薄板状晶型。而α型半水石膏则是在有液态水存在的环境中脱水、重结晶形成的，其结晶较完整、粗大且比较致密。α型半水石膏的强度远高于β型半水石膏，是高强石膏的主要物相。对于α型半水石膏而言，其结晶形态决定了其强度。棒状或针状晶体所形成的石膏制品力学性能较差，而发育完整的短柱状晶体则可获得很高的强度，力学性能最好。因此，目前大多数研究围绕α型半水石膏晶形控制而展开。目前α型半水石膏的制备方法主要有蒸压法、水热法、常压盐溶液法等，这些方法各存利弊。例如，彭家惠等采用常压盐溶液水热法制备α型半水石膏，以15％NaCl溶液为介质，按20％固液比加入脱硫石膏，再加入适量丁二酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸、EDTA为调晶剂，得到短柱状的α半水石膏。段正洋等人采用了蒸压-干燥一体化的工艺制备α-半水石膏，结果显示：单一转晶剂对α半水石膏的力学性能影响并不显著，相对来说柠檬酸钠的影响较为明显。而转晶剂复掺效果最好，当掺入的柠檬酸钠与硫酸铝的比例为1:1，掺量各为0.06％时，得到的晶粒完整，水化硬化后试块的力学性能最好。何玉龙等采用“半液相法”制备α-半水石膏，所用三种晶形控制剂对长径比的控制效果最明显的为顺丁烯二酸，其次为氨三乙酸、丁二酸。顺丁烯二酸在掺量为0.1％时得到的长径比为1.2:1。中国专利CN201410153755.5公开了一种α型超高强石膏的制备方法，采用苹果酸、苹果酸钠及钛盐复合使用，水热法制备出短柱状α型半水石膏，α型石膏粉体经过粉磨后得到α型超高强石膏。在上述方法中，蒸压法是以天然石膏为原料，较难制备出短柱状的α-半水石膏的晶体，产品质量随原料波动明显。常压盐溶液法反应需在浓盐溶液体系中进行，浓盐溶液对后续脱水洗涤以及产品纯度影响较大。水热法制备过程中，媒晶剂一般采用高价可溶性金属盐与有机酸，且金属盐作用效果不及有机酸。为了更好的调控形貌，大多研究人员采用复掺方法(即无机盐与有机酸复合使用)，或不同有机酸结合使用制备出短柱状α型半水石膏，但采用复掺方法无论是工艺流程还是成本方面都存在一定局限。由此可见，实有必要对短柱状α-半水石膏的制备方法进行更深入的探索与研究，以简化工艺、降低成本、提高产业化可行性。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术人进行了潜心研究，在付出了大量创造性劳动和经过深入实验探索后，从而完成了本专利技术。第一个方面，本专利技术提供一种短柱状α-半水石膏的制备方法，包括以下步骤：将生石膏加入到水中，配制成料浆，向所述料浆中加入媒晶剂，常温下搅拌均匀，得到反应体系；使所述反应体系发生水热反应，反应结束后冷却，对得到的悬浊液过滤、干燥，得到所述短柱状α-半水石膏；其中，所述媒晶剂为带苯环或六元环的多元羧酸、带苯环或六元环的多元羧酸盐、或者是带苯环或六元环的多元酸酐。进一步地，所述媒晶剂选自邻苯二甲酸氢钾、均苯四甲酸酐、偏苯三酸酐、偏苯三甲酸或NA酸酐。进一步地，所述料浆中生石膏的重量百分浓度为20.6％～38.1％。进一步地，所述媒晶剂与所述料浆中水的重量百分比为0.038％～0.150％。优选地，所述媒晶剂与所述料浆中水的重量百分比为0.038％～0.125％。进一步地，所述水热反应在水热反应釜中进行，所述反应体系在所述水热反应釜中的填充度为40％～80％。进一步地，所述水热反应的条件是所述反应体系在135℃～145℃下、密闭恒温反应3h～5h。进一步地，所述水热反应中的压力为所述水热反应釜在反应温度下自带的压力。进一步地，所述短柱状α-半水石膏的长径比为1～9，直径为10μm～60μm。第二个方面，本专利技术提供一种短柱状α-半水石膏，所述短柱状α-半水石膏通过上述制备方法得到。进一步地，所述媒晶剂选自邻苯二甲酸氢钾、均苯四甲酸酐、偏苯三酸酐、偏苯三甲酸或NA酸酐。进一步地，所述料浆中生石膏的重量百分浓度为20.6％～38.1％。进一步地，所述媒晶剂与所述料浆中水的重量百分比为0.038％～0.150％。进一步地，所述水热反应在水热反应釜中进行，所述反应体系在所述水热反应釜中的填充度为40％～80％。进一步地，所述水热反应的条件是所述反应体系在135℃～145℃下、密闭恒温反应3～5小时。进一步地，所述水热反应中的压力为所述水热反应釜在反应温度下自带的压力。进一步地，所述短柱状α-半水石膏的长径比为1～9，直径为10μm～60μm。本专利技术的有益效果如下：1、优化短柱状α-半水石膏的制备工艺，具有工艺简单、适用于工业化生产等特点。本专利技术以二水石膏为原料、以带苯环或六元环的短链多元羧酸(盐或其酸酐)为媒晶剂，通过水热反应制备出短柱状α-半水石膏。其关键点在于通过大量实验、测试，最终寻找到单掺且高效的媒晶剂来实现制备短柱状α-半水石膏的目的。既不需要采用无机盐与有机酸结合的媒晶剂，也不需要复杂的工艺步骤，故可实现简化工艺、降低生产成本的效果，使本专利技术的制备方法更加适用于工业化生产。2、与目前常用的顺丁烯二酸、柠檬酸、酒石酸等短链的开链多元有机酸(盐)相比，本专利技术采用的媒晶剂-带苯环或六元环的多元羧酸(盐或酸酐)，在水热条件下比较稳定不易分解；且本专利技术的媒晶剂在石膏表面吸附空间位阻较大，具有晶形控制效率高的优点。附图说明图1是本专利技术的实施例1产品的XRD图片；图2是本专利技术的实施例1产品的显微照片；图3是本专利技术的实施例2产品的XRD图片；图4是本专利技术的实施例2产品的显微照片；图5是本专利技术的实施例3产品的XRD图片；图6是本专利技术的实施例3产品的显微照片；图7是本专利技术的实施例4产品的XRD图片；图8是本专利技术的实施例4产品的显微照片；图9是本专利技术的实施例5产品的XRD图片；图10是本专利技术的实施例5产品的显微照片；图11是本专利技术的实施例6产品的XRD图片；图12是本专利技术的实施例6产品的显微照片；图13是本专利技术的实施例7产品的XRD图片；图14是本专利技术的实施例7产品的显微照片；图15是本专利技术的对比例产品的显微照片；具体实施方式在本专利技术的以下实施例中，所使用的原料生石膏和媒晶剂可通过商业购买获得，例如生石膏为青海东川雪花石膏，西宁东川石膏粉厂生产；其它媒晶剂为分析纯产品。设备：实施例中所用设备为均相反应器(型号：JXF-8-200，厂家：烟台松岭化工设备有限公司)，反应釜内衬容积：100mL，水热恒温过程中釜体旋转方式搅拌，釜体旋转速度为28r/min。实施例1将40g生石膏加入到65mL纯水中，配制成料浆，向该料浆中加入浓度为4g/L邻苯二甲酸氢钾溶液12mL，常温下搅拌均匀，得到反应体系；将上述反应体系移入水热反应釜中，反应体系的填充度为40％～80％，再将水热反应釜移至反应均相器中，在135℃下、密闭恒温反应5h；同时水热反应釜以转速28r/min旋转搅拌；水热反应结束后冷却，对得到的白色悬浊液过滤、干燥，得到短柱状α-半水石膏。如图1所示，X衍射检测分析结果为半水硫酸钙。如图2所示，产品显微照片显示本实施例产品呈短柱状，长径比趋近于1、直径20μm～50μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短柱状α‑半水石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生石膏加入到水中，配制成料浆，向所述料浆中加入媒晶剂，常温下搅拌均匀，得到反应体系；使所述反应体系发生水热反应，反应结束后冷却，对得到的悬浊液过滤、干燥，得到所述短柱状α‑半水石膏；其中，所述媒晶剂为带苯环或六元环的多元羧酸、带苯环或六元环的多元羧酸盐、或者是带苯环或六元环的多元酸酐。

【技术特征摘要】
1.一种短柱状α-半水石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生石膏加入到水中，配制成料浆，向所述料浆中加入媒晶剂，常温下搅拌均匀，得到反应体系；使所述反应体系发生水热反应，反应结束后冷却，对得到的悬浊液过滤、干燥，得到所述短柱状α-半水石膏；其中，所述媒晶剂为带苯环或六元环的多元羧酸、带苯环或六元环的多元羧酸盐、或者是带苯环或六元环的多元酸酐。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述媒晶剂选自邻苯二甲酸氢钾、均苯四甲酸酐、偏苯三酸酐、偏苯三甲酸或NA酸酐。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述料浆中生石膏的重量百分浓度为20.6％～38.1％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述媒晶剂与所述料浆中水的重量百分比为0.038％～0.150％。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：乃学瑛，刘鑫，董亚萍，李武，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63