石膏复合转晶剂及其在制备α-半水石膏中的应用制造技术

本发明专利技术属于石膏材料领域，具体涉及一种石膏复合转晶剂，包括成分A和成分B；所述的成分A为C1～C

【技术实现步骤摘要】
石膏复合转晶剂及其在制备
α
‑
半水石膏中的应用


[0001]本专利技术属于石膏转晶制备领域，具体涉及α
‑
半水石膏制备领域。
技术背景
[0002]石膏是工业上一种比较重要的原料，全球每年的消耗量超过1亿吨，并且，它也是一种产量较大的工业副产物，我国累计堆存10亿吨且每年排放约2.2万吨的烟气脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、柠檬酸石膏、氟石膏以及污酸渣石膏等工业副产石膏，每年工业副产石膏相当于目前全国天然开采量的40％，这些石膏由于含有的酸性和其他有害物质，因此绝大部分主要以堆存的方式处理，不仅侵占土地而且污染水和土地资源，已经成为严重污染环境的工业废渣，并对电力和化工等工业的可持续发展带来了严重的影响。如此巨大的工业副产石膏，如果能够很好地开发利用，变废为宝，那将是一笔可贵的资源。工业副产石膏的主要成分为二水石膏，其高附加值的利用途径之一就是将其转化为α
‑
高强半水石膏。
[0003]α
‑
半水石膏相对于二水石膏和β
‑
半水石膏具有更高的强度，并且具有晶型完整、结构致密、轮廓清晰、标准稠度用水量低、水化热小以及水化速率慢等特点，以及具有良好的力学性能、工作性能、生物相容性和环保性能，被广泛应用在精密制造、高端陶瓷、医疗、功能填料、装饰材料和工艺美术等领域，具有较高的附加值。目前生产的α
‑
半水石膏通常为白色，其他颜色的α
‑
半水石膏只能加入染料才能获得，染料的加入可能导致α/>‑
半水石膏强度的降低，因此，制备有颜色并且强度较高的α
‑
半水石膏具有更高的附加值和更好的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术第一目的在于，提供一种石膏复合转晶剂，旨在提供一种能够有效诱导α
‑
半水石膏转晶制备并改善其性能的复合转晶剂。
[0005]本专利技术第二目的在于，提供一种利用所述的复合转晶剂制备α
‑
半水石膏的方法。
[0006]本专利技术第三目的在于，提供所述的制备方法制得的α
‑
半水石膏。
[0007]一种石膏复合转晶剂，包括成分A和成分B；
[0008]所述的成分A为C1～C
10
的羧酸及其衍生的盐、酸酐、酰胺中的至少一种；
[0009]所述的成分B为苝环羧酸及其衍生的盐、酸酐、酰胺中的至少一种。
[0010]本专利技术提供了一种全新的复合转晶剂，其通过所述的成分A和B的联合，能够实现协同，可以有效诱导制得红色、高强度、低标准稠度用水量、短柱状、高纯度、结构稳定、颗粒均匀的α
‑
半水石膏。
[0011]本专利技术中，所述的成分A和成分B的联合是协同诱导α
‑
半水石膏形成并改善其性质、性能的关键。本专利技术中，所述的成分A可以为所述碳数的羧酸，或其衍生的羧酸盐、羧酸酐、酰胺中的至少一种。所述的成分B为在苝环上带有羧基的苝环羧酸，或苝环羧酸衍生的盐、羧酸酐、酰胺中的至少一种。
[0012]作为优选，所述的成分A为C2～C8的二元及多元羧酸；优选为柠檬酸、丁二酸、反丁
烯二酸中的至少一种。
[0013]作为优选，所述的成分B中，苝环羧酸的羧基的数量为2～4；进一步优选，所述的成分B为3,4,9,10－苝四羧酸、3,4,9,10－苝四羧酸二酐、3,4,9,10－苝四甲酰二亚胺、3,4,9,10－苝四羧酸中的至少一种。
[0014]作为优选，所述的石膏复合转晶剂，所述的成分A和成分B的重量比为0.2
‑
0.5：0.5
‑
2；进一步优选为0.2～0.4:0.75～1.25。
[0015]本专利技术所述的复合转晶剂中，成分A和成分B以混合物形式存在，或者以相互独立存在的形式存在(也即是AB料)。
[0016]本专利技术还提供了一种α
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半水石膏的制备方法，采用所述的复合转晶剂进行制备。
[0017]本专利技术中，创新地采用所述的复合转晶剂进行α
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半水石膏的制备，能够有效诱导α
‑
半水石膏的形成，并利于制备得到红色、高强度、低标准稠度用水量、短柱状、高纯度、结构稳定、颗粒均匀的α
‑
半水石膏。
[0018]本专利技术中，可以利用所述的复合转晶剂，基于现有的手段制备所述的α
‑
半水石膏。
[0019]作为优选，所述的制备方法，步骤包括：向盐溶液中加入二水硫酸钙，然后再加入所述的复合转晶剂，进行转晶处理，得到所述的α
‑
半水石膏。
[0020]本专利技术中，所述的盐溶液为无机盐的水溶液；
[0021]优选地，所述的无机盐为水溶性碱金属盐、水溶性碱土金属盐中的至少一种；优选为氯化钠、氯化镁中的至少一种；
[0022]优选地，所述的盐溶液中，所述的溶质的浓度为2.0
‑
3.8mol/L，进一步优选为2.5～3.3M；
[0023]优选地，所述的二水硫酸钙与盐溶液的体积比为1:4～1:7(g/mL)；
[0024]优选地，所述的复合转晶剂中，成分A为二水硫酸钙质量的0.2
‑
0.5％，进一步优选为0.2～0.4％，成分B为二水硫酸钙质量的0.5
‑
2％，进一步优选为0.75～1.25％。
[0025]作为优选，转晶反应过程的温度为90
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100℃，进一步优选为93～99℃；
[0026]优选地，转晶阶段在搅拌下进行，所述的搅拌速度优选为150～250r/min，进一步优选为200～220r/min；
[0027]优选地，转晶处理的时间为2～6h，进一步优选为3～4h；
[0028]优选地，转晶处理后，趁热过滤，虽有用热水洗涤、乙醇固定、干燥即得；
[0029]优选地，所述的干燥温度为45
‑
60℃，干燥时间为6～15h。
[0030]本专利技术一种优选的α
‑
半水石膏的制备方法，包括以下步骤：
[0031]步骤1.配置一定浓度的无机盐盐溶液，向盐溶液中加入二水硫酸钙，然后再加入复合转晶剂，常温搅拌均匀，得到反应体系；其中，无机盐为氯化钠或氯化镁中的一种，浓度为2.0
‑
3.8mol/L。二水硫酸钙的质量与盐溶液的体积比为1:4～1:7(g/mL)；
[0032]复合转晶剂包含成分A和成分B，其中，成分A为柠檬酸、丁二酸、反丁烯二酸中的至少一种，成分B为3,4,9,10－苝四羧酸、3,4,9,10－苝四羧酸二酐、3,4,9,10－苝四甲酰二亚胺、3,4,9,10－苝四羧酸的衍生物中的一种或多种组成。成分A的重量为二水硫酸钙质量的0.2
‑
0.5％，成分B的重量为二水硫酸钙质量的0.5
‑
2％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石膏复合转晶剂，其特征在于，包括成分A和成分B；所述的成分A为C1～C
10
的羧酸及其衍生的盐、酸酐、酰胺中的至少一种；所述的成分B为苝环羧酸及其衍生的盐、酸酐、酰胺中的至少一种。2.如权利要求1所述的石膏复合转晶剂，其特征在于，所述的成分A为C2～C8的二元及多元羧酸；优选为柠檬酸、丁二酸、反丁烯二酸中的至少一种。3.如权利要求1所述的石膏复合转晶剂，其特征在于，所述的成分B中，苝环羧酸为在苝环上带有羧基的化合物，优选地，羧基的数量为2～4。4.如权利要求1所述的石膏复合转晶剂，其特征在于，所述的成分B为3,4,9,10－苝四羧酸、3,4,9,10－苝四羧酸二酐、3,4,9,10－苝四甲酰二亚胺、3,4,9,10－苝四羧酸中的至少一种。5.如权利要求1～4任一项所述的石膏复合转晶剂，其特征在于，所述的成分A和成分B的重量比为0.2
‑
0.5：0.5
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2。6.一种α
‑
半水石膏的制备方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的复合转晶剂进行制备。7.如权利要求6所述的α
‑
半水石膏的制备方法，其特征在于，向盐溶液中加入二水硫酸钙，然后再加入所述的复合转晶剂，进行转晶处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏明，陈红霞，杨雨甜，聂日煌，许双午，张昕宇，周梦成，李程，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：