硬石膏粉体、石膏晶须及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硬石膏粉体、石膏晶须及其制备方法，所述制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法包括以下步骤：将石膏质原料进行预处理，得到石膏质原料粉体；将石膏质原料粉体与酸式盐溶液混合，在第一温度下搅拌并反应，然后进行固液分离，得到第一滤饼和第一滤液；第一滤饼洗净后烘干，得到硬石膏粉体；和/或将第一滤液陈化反应后进行固液分离，得到第二滤饼，洗净后烘干，得到石膏晶须。所述石膏晶须包括如上所述的方法所制备出的石膏晶须。本发明专利技术实现了一条生产线两种高附加值化工产品的协同生产；对石膏晶须与硬石膏粉体生产成本的降低具有重要的意义。低具有重要的意义。低具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
硬石膏粉体、石膏晶须及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无机功能材料与化工材料领域，特别地，涉及硬石膏粉体、石膏晶须及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶须是在人工控制条件下以单晶形式生成的一种直径只有几微米、长度有几十微米的纤维材料，其具有长径比大、无晶粒边界等特点，正是由于晶须这种内在的完整性，其强度不受表面完整性的严格限制，其与多晶纤维、玻璃纤维相比更加坚韧。晶须材料因其优异的补强性能可广泛应用于塑料、橡胶、造纸、摩擦材料、涂料、油漆、隔热材料、环境工程及轻质建材等行业。
[0003]硬石膏粉体是硬石膏矿破碎、磨细后得到的，或以天然石膏为原料经高温煅烧得到的；与石膏相比，硬石膏具有更好的耐高温性、耐酸碱性；目前硬石膏粉体作为填料、干燥剂、土壤改良剂等被广泛应用于塑料、造纸、化工、农业、建材等领域。
[0004]目前，石膏晶须和硬石膏粉体的单一制备技术较为成熟，但尚未有以天然石膏，尤其是工业副产石膏为原料同时制备石膏晶须和硬石膏粉体的技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足的至少一项，本专利技术的目的之一是提供一种可以同时制备石膏晶须和硬石膏粉体的方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法。
[0007]所述方法包括以下步骤：将石膏质原料进行预处理，得到石膏质原料粉体；将石膏质原料粉体与酸式盐溶液混合，在第一温度下搅拌并反应，然后进行固液分离，得到第一滤饼和第一滤液；第一滤饼洗净后烘干，得到硬石膏粉体；和/或，将第一滤液陈化反应后进行固液分离，得到第二滤饼，洗净后烘干，得到石膏晶须。
[0008]根据本专利技术的一个示例性实施例，第一滤液陈化反应一段时间后进行固液分离，得到第二滤液，所述方法还可包括步骤：将所述第二滤液与所述石膏质原料粉体混合，循环用于原料的浸出，直至浸出渣的物相中含有石膏相；添加氧化钙调节浸出液的pH至中性，然后进行固液分离，得到第三滤饼和第三滤液；第三滤饼洗净后烘干，得到石膏粉体；以及第三滤液通过蒸发结晶回收硫酸铵。
[0009]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述石膏质原料可包括天然石膏、石膏尾矿和以二水硫酸钙为主要成分的工业副产石膏中的一种或多种；所述预处理可包括烘干、破碎和球磨；所述石膏质原料粉体的粒度可为60～150目。
[0010]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述酸式盐溶液可包括硫酸氢铵溶液和硫酸铵溶液中的一种或多种；酸式盐溶液的浓度可为1～6mol/L。
[0011]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述石膏质原料粉体与酸式盐溶液的液固比可
为15～50mL/g；所述第一温度可为80～180℃，所述反应时间可为30～240min。
[0012]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述陈化反应的陈化温度可为0～30℃，陈化时间可为10～96h。
[0013]又一方面，本专利技术提供了一种硬石膏粉体。所述硬石膏粉体包括如上所述的制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法所制备出的硬石膏粉体。
[0014]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述硬石膏粉体的晶型为硬石膏。
[0015]最后一方面，本专利技术提供了一种石膏晶须。所述石膏晶须包括如上所述的制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法所制备出的石膏晶须。
[0016]根据本专利技术的一个示例性实施例，所述石膏晶须的晶型为石膏，长径比为10～100，白度大于90％。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0018](1)本专利技术以天然矿产资源或固体废弃物为原料生产硬石膏粉体和石膏晶须等高附加值的化工产品；实现对天然矿产资源与工业固体废弃物的高价值化利用和资源保护，具有重要的生态保护和可持续发展意义。
[0019](2)本专利技术实现了一条生产线两种高附加值化工产品的协同生产，对石膏晶须与硬石膏粉体生产成本的降低具有重要的意义。
[0020](3)本专利技术以天然石膏、固体废弃物或工业副产石膏为原料，以硫酸氢铵、硫酸铵为助剂，经济成本低，且对设备腐蚀性较小。
[0021](4)整个工艺实现循环回收，且无三废排放，对固废的绿色高价值化利用和高附加值化工产品的低成本制备具有重要意义。
附图说明
[0022]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0023]图1示出了本专利技术示例1制备的硬石膏粉体的XRD图；
[0024]图2示出了本专利技术示例1制备的硬石膏粉体的SEM图；
[0025]图3示出了本专利技术示例2制备的石膏晶须的XRD图；
[0026]图4示出了本专利技术示例2制备的石膏晶须的SEM图；
[0027]图5示出了本专利技术示例2浸出液调节pH后制备出的石膏粉体的XRD图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，使本
的人员更好地理解本专利技术。
[0029]示例性实施例1
[0030]本示例性实施例提供了一种制备硬石膏粉体和石膏晶须的方法。所述方法包括以下步骤：
[0031]S1、将石膏质原料进行预处理，得到石膏质原料粉体。
[0032]在本实施例中，石膏质原料可包括天然石膏、石膏尾矿和以二水硫酸钙为主要成分的工业副产石膏中的一种或多种。以天然矿产资源或固体废弃物为原料，实现对天然矿
产资源和工业固体废弃物的高值化利用与资源保护，具有重要的生态保护与可持续发展意义。
[0033]在本实施例中，预处理包括烘干、破碎和球磨。通过预处理将石膏质原料制成粉体，有利于后续原料的浸出。
[0034]在本实施例中，石膏质原料粉体的粒度为60～150目，例如65目、70目、80目、90目、100目、110目、120目、130目、140目、145目。颗粒太粗，会降低反应效能；颗粒太细，研磨成本太高。
[0035]S2、将石膏质原料粉体与酸式盐溶液混合，在第一温度下搅拌并反应，然后进行固液分离，得到第一滤饼和第一滤液。
[0036]在本实施例中，酸式盐溶液包括硫酸氢铵溶液和硫酸铵溶液中的一种或多种。酸式盐溶液能够增加原料中石膏的溶解度，使石膏质原料中的二水硫酸钙溶解为钙离子和硫酸根离子，然后钙离子和硫酸根离子重结晶为硬石膏。
[0037]在本实施例中，酸式盐溶液的浓度为1～6mol/L，例如1.5mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L、5.5mol/L。酸式盐溶液的浓度低于1mol/L，得不到硬石膏，高于6mol/L消耗助剂的量过大，成本高。
[0038]在本实施例中，石膏质原料粉体与酸式盐溶液的液固比为15～50mL/g，例如20mL/g、25mL/g、30mL/g、35mL/g、40mL/g、45mL/g。
[0039]在本实施例中，第一温度为80～180℃，例如100℃、120℃、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将石膏质原料进行预处理，得到石膏质原料粉体；将石膏质原料粉体与酸式盐溶液混合，在第一温度下搅拌并反应，然后进行固液分离，得到第一滤饼和第一滤液；第一滤饼洗净后烘干，得到硬石膏粉体；和/或将第一滤液陈化反应后进行固液分离，得到第二滤饼，洗净后烘干，得到石膏晶须。2.根据权利要求1所述的制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法，其特征在于，第一滤液陈化反应后进行固液分离，得到第二滤液，所述方法还包括步骤：将所述第二滤液与所述石膏质原料粉体混合，循环用于原料的浸出，直至浸出渣的物相中含有石膏相；添加氧化钙调节浸出液的pH至中性，然后进行固液分离，得到第三滤饼和第三滤液；第三滤饼洗净后烘干，得到石膏粉体；以及第三滤液通过蒸发结晶回收硫酸铵。3.根据权利要求1所述的制备硬石膏粉体和/或石膏晶须的方法，其特征在于，所述石膏质原料包括天然石膏、石膏尾矿和以二水硫酸钙为主要成分的工业副产石膏中的一种或多种；所述预处理包括烘干、破碎和球磨；所述石膏质原料粉体的粒度为60～150目。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文金，陈秋菊，孙红娟，刘卓齐，乔静怡，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：