氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及硫酸钙晶须技术

本发明专利技术提供一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及硫酸钙晶须，涉及硫酸钙晶须制备领域。以氟石膏渣为原料，对其进行研磨后与水混合得到浆料。在浆料中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应后过滤得到第一滤液和第一滤渣。在第一滤渣中加入酸液，搅拌反应后过滤得到第二滤液和第二滤渣。将第一滤液和第二滤液混合得到硫酸钙胶体溶液。在硫酸钙胶体溶液中加入晶型助长剂，水热反应后静置反应，然后干燥得到硫酸钙晶须。该方法能够将废弃的氟石膏渣进行资源再利用，得到高附加值的硫酸钙晶须。制备方法稳定可靠，获得的硫酸钙晶须纯度高，长径比大，市场应用前景广阔。

Growth method of calcium sulfate whisker from fluogypsum residue and calcium sulfate whisker

The invention provides a method for growing calcium sulfate whisker from fluogypsum slag and calcium sulfate whisker, which relates to the field of preparation of calcium sulfate whisker. The fluroxypsum slag is used as raw material, which is ground and mixed with water to obtain slurry. The first filtrate and the first filter residue are obtained by adding soluble carbonate into the slurry, stirring reaction and filtration. Acid is added to the first filter residue, and the second filtrate and the second filter residue are obtained after stirring reaction. The first filtrate and the second filtrate are mixed to obtain the calcium sulfate colloid solution. Calcium sulfate whiskers were prepared by adding crystal promoter into the colloidal solution of calcium sulfate, and standing reaction after hydrothermal reaction, then drying. The method can reuse the waste fluorgypsum slag and obtain calcium sulfate whisker with high added value. The preparation method is stable and reliable, and the obtained calcium sulfate whisker has high purity, large aspect ratio and broad market application prospect.

【技术实现步骤摘要】
氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及硫酸钙晶须
本专利技术涉及硫酸钙晶须制备领域，且特别涉及氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及硫酸钙晶须。
技术介绍
硫酸钙晶须在显微镜下呈针状或纤维状晶体，其又称石膏晶须，是以石膏为原材料，通过人为控制，以单晶形式生长，具有均匀的横截面、外形完整、内部结构完善。硫酸钙晶须具有优良的力学性能和物理性能，例如极高的抗拉强度、弹性模量、耐磨耗、耐高温、隔热、优异的化学稳定性和相容性等。因此，硫酸钙晶须的性价比极高，且易于加工，在造纸、涂料、塑料、橡胶等工业领域具有广泛应用的前景。氟石膏是硫酸酸解萤石生产氢氟酸过程中的副产物，属于Ⅱ型无水石膏，呈强酸性，我国的氟石膏每年的排放量超过300万吨。国内大部分氟石膏都没有进行再次利用，而是直接作为废弃物，不仅占用土地资源，而且容易污染环境。只有少部分氟石膏被用于制备水泥、砂浆和建筑墙体材料，附加值低。采用廉价钙资源氟石膏制备高附加值硫酸钙晶须，获得固体废物氟石膏资源化的新途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，此方法各项参数容易控制，适用于工业化大规模生产。本专利技术的另一目的在于提供一种硫酸钙晶须，以废弃的氟石膏渣获得，制得产物分散性和相容性好，质量高。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤：S1，将氟石膏渣进行研磨处理后与水混合得到浆料；S2，在所述浆料中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应后过滤得到第一滤液和第一滤渣；S3，在所述第一滤渣中加入酸液，搅拌反应后过滤得到第二滤液和第二滤渣；S4，将所述第一滤液和所述第二滤液混合得到硫酸钙胶体溶液；S5，在所述硫酸钙胶体溶液中加入晶型助长剂，水热反应后静置反应，然后干燥得到硫酸钙晶须，其中，水热反应条件为在110～155℃条件下反应2.5～4.5h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S5中，静置反应时间为2.5～4.5h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S5中，所述硫酸钙胶体溶液的pH值为2～4。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S5中，所述晶型助长剂包括主剂和助剂，所述主剂选自氯化镁、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和五水硫酸铜中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，所述助剂选自丙三醇、十二水合硫酸铝钾、十二烷基硫酸三乙醇胺中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，所述晶型助长剂的用量为8～12g/L。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S2中，可溶性碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S3中，酸液选自浓盐酸或浓硝酸。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，将所述氟石膏渣在步骤S1之前，经过以下预处理：将氟石膏渣在140～160℃条件下煅烧30～40min，煅烧产物用2-3mol/L盐酸溶解，过滤，析出，得到预处理的氟石膏渣。本专利技术提出一种硫酸钙晶须，其特征在于，根据上述的方法制得。本专利技术实施例的氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及生长得到的硫酸钙晶须的有益效果是：以废弃的氟石膏渣生长得到高附加值的硫酸钙晶须，成本低，来源广泛，具有极大的环保效益和经济效益。通过晶型助长剂、水热反应条件控制硫酸钙晶须的生长，得到长径比适宜的硫酸钙晶须，且产品表面光滑、在有机介质中分散性和相容性好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例的1制得的硫酸钙晶须的实物图；图2为本专利技术实施例的1制得的硫酸钙晶须的电镜图；图3为本专利技术实施例的2制得的硫酸钙晶须的电镜图；图4为本专利技术实施例的3制得的硫酸钙晶须的电镜图；图5为本专利技术实施例的4制得的硫酸钙晶须的电镜图；图6为本专利技术实施例的5制得的硫酸钙晶须的电镜图；图7为本专利技术实施例的6制得的硫酸钙晶须的电镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法及生长得到的硫酸钙晶须进行具体说明。本专利技术实施例提供一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤：S1，将氟石膏渣进行研磨处理后与水混合得到浆料；S2，在所述浆料中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应后过滤得到第一滤液和第一滤渣；S3，在所述第一滤渣中加入酸液，搅拌反应后过滤得到第二滤液和第二滤渣；S4，将所述第一滤液和所述第二滤液混合得到硫酸钙胶体溶液；S5，在所述硫酸钙胶体溶液中加入晶型助长剂，水热反应后静置反应，然后干燥得到硫酸钙晶须，其中，水热反应条件为在110～155℃条件下反应2.5～4.5h。进一步地，在较佳的实施例中，氟石膏渣在使用之前进行以下预处理：S0，将氟石膏渣在140～160℃条件下煅烧30～40min，煅烧产物用2-3mol/L盐酸溶解，过滤，析出，得到预处理的氟石膏渣。先对氟石膏渣进行煅烧和酸溶解步骤，能够有效去除一部分杂质，此外，经过预处理的氟石膏渣的易磨性更好，有利于后续步骤的进行。进一步地，在较佳的实施例中，步骤S1中，氟石膏渣和水的料液比为80～120g/L。更为优选地，氟石膏渣和水的料液比为100g/L。控制浆料的浓度，既保证反应的顺利进行，又避免试剂用量过多。进一步地，步骤S2中，可溶性碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或多种。更为优选地，可溶性碳酸盐选自碳酸钠。进一步优选地，在浆料中加入过量的碳酸钠，保证沉淀完全，并加快反应速率。进一步地，步骤S2中，先浆料搅拌时间50～70min后，再加入碳酸钠搅拌1～1.5h，保证反应充分进行，过滤得到第一滤渣和含有大量硫酸根离子的第一滤液。进一步地，步骤S3中，先将第一滤渣与水按照料液比150～250g/L进行混合，再加入酸液，酸液选自浓盐酸或浓硝酸。进一步优选地，酸液为浓盐酸(质量分数约为37％)。进一步地，步骤S3中，搅拌时间为50～70min，得到含有大量钙离子的第二滤液。进一步地，步骤S5中，调节硫酸钙胶体溶液的pH值为2～4。在该pH条件下，晶型助长剂能够更好地促进硫酸钠钙晶须的轴向生长，提高长径比。进一步地，步骤S5中，晶型助长剂包括主剂和助剂，主剂选自氯化镁、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和五水硫酸铜中的一种或多种。进一步优选地，主剂为质量比为1:1的氯化镁和十二烷基苯磺酸钠的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，将氟石膏渣进行研磨处理后与水混合得到浆料；/nS2，在所述浆料中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应后过滤得到第一滤液和第一滤渣；/nS3，在所述第一滤渣中加入酸液，搅拌反应后过滤得到第二滤液和第二滤渣；/nS4，将所述第一滤液和所述第二滤液混合得到硫酸钙胶体溶液；/nS5，在所述硫酸钙胶体溶液中加入晶型助长剂，水热反应后静置反应，然后干燥得到硫酸钙晶须，其中，水热反应条件为在110～155℃条件下反应2.5～4.5h。/n

【技术特征摘要】
1.一种氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将氟石膏渣进行研磨处理后与水混合得到浆料；
S2，在所述浆料中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应后过滤得到第一滤液和第一滤渣；
S3，在所述第一滤渣中加入酸液，搅拌反应后过滤得到第二滤液和第二滤渣；
S4，将所述第一滤液和所述第二滤液混合得到硫酸钙胶体溶液；
S5，在所述硫酸钙胶体溶液中加入晶型助长剂，水热反应后静置反应，然后干燥得到硫酸钙晶须，其中，水热反应条件为在110～155℃条件下反应2.5～4.5h。


2.根据权利要求1所述的氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，其特征在于，在步骤S5中，静置反应时间为2.5～4.5h。


3.根据权利要求1所述的氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤S5中，所述硫酸钙胶体溶液的pH值为2～4。


4.根据权利要求1所述的氟石膏渣生长硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤S5中，所述晶型助长剂包括主剂和助剂，所述主剂选自氯化镁、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董国文，赵化奇，李奇勇，念保义，俞泽林，李强，
申请(专利权)人：三明学院，
类型：发明
国别省市：福建;35