一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法技术

本发明专利技术公开了一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法，涉及硫酸钙晶须制备技术领域，包括以下步骤：S1、原料的预处理：将原料芒硝石膏在常温下加水溶解搅拌，导出上层浆液搅拌水解，加入钙水，充分搅拌后加入稀硫酸调节PH，水洗2～3次，过滤得到滤饼后加水配制成均匀的石膏浆液；S2、水热法制备晶须并改性：向步骤S1中得到的石膏浆液中加入2％～10％镁盐或铜盐晶型助长剂，再把石膏浆液加到球形釜式反应器中，使用压力泵泵入稳定及改性剂，改性时间为0.5h～2h，然后将反应后的浆料进行固液分离，得滤饼；S3、产品的干燥。本发明专利技术采用的工艺过程及优化的工艺操作条件，可以使最终得到的硫酸钙晶须具有均一的形貌、适宜的长径比，收率高。收率高。收率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法


[0001]本专利技术涉及硫酸钙晶须制备
，具体涉及一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法。

技术介绍

[0002]石膏晶须，是一种新型的具有很高综合性能的无机材料。该材料具有高强度、韧性好、高模量、高介电强度、耐磨耗、耐高温、耐腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、与高分子聚合物的亲和力强、相容性好和平滑性、无毒等诸多优良的理化能。可用于陶瓷、金属、树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、磨擦和密封材料、包覆电线的高绝缘材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可作为保温材料、阻燃材料、耐火隔热材料、红外线反射材料；也可作为过滤器、催化剂及载体。石膏晶须价格仅为碳化硅晶须的1/200～1/300，具有其它晶须无可比拟的性价比，应用范围非常广泛，有较强的市场竞争力。
[0003]根据国外使用石膏晶须的情况，作为添加剂，石膏晶须的用量是基材的3～30％，一般为5～15％，如添加5％计，若用于造纸行业，国内纸张年产总量500万吨以上，如有10％的纸张加石膏晶须，则需求50
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6％＝3.0万吨；若用于塑料、橡胶行业，国内总产量800万吨以上，若有10％的产品添加石膏晶须，则需求80
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5％＝4万吨，此外石膏晶须运用在磨擦材料、环境工程、轻质建材等领域，估计市场前景可望达200万吨/年。由于它用途广、市场需求量大，并且石膏晶须的生产成本低(原材料通常采用工业低廉的副产品或废弃物)，具有较强的市场竞争力。石膏晶须产品已被列入国家鼓励类高新技术产业目录产品。
[0004]国内制备石膏晶须的原料非常丰富，价廉易得，且很多原料可以来自生产过程中的副产品及废弃物，单就我国自贡地区可以用来制备石膏晶须的工业废弃物主要有芒硝石膏3千吨/年。
[0005]芒硝石膏是芒硝和石膏共生矿萃取硫酸钠或由钙芒硝生产芒硝的乳白色废渣。近年来我国芒硝年产量维持在1000万吨左右，2020年芒硝石膏产生量约为400万吨。
[0006]由于芒硝石膏中的成分比较复杂，目前现有技术中利用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法中，不能够将芒硝石膏中的各个成分充分利用，导致制备原材料不能够得到充分利用，影响生产效益。
[0007]为此，本专利技术旨在提供一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的新方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供了一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤：
[0011]S1、原料的预处理：
[0012]将原料芒硝石膏在常温下加水溶解搅拌，导出上层浆液搅拌水解，加入钙水，充分搅拌后加入稀硫酸调节PH，水洗2～3次，过滤得到滤饼后加水配制成均匀的石膏浆液；
[0013]S2、水热法制备晶须并改性：
[0014]向步骤S1中得到的石膏浆液中加入2％～10％镁盐或铜盐晶型助长剂，再把石膏浆液加到球形釜式反应器中，升温到120℃后开始计时反应3.5个小时，使用压力泵泵入稳定及改性剂，改性时间为0.5h～2h，然后将反应后的浆料进行固液分离，得滤饼；
[0015]S3、产品的干燥：
[0016]将步骤S2中固液分离得到的滤饼经冷水洗涤后，经微波在500～1000W的功率下干燥20～60min，得硫酸钙晶须产品。
[0017]进一步地，步骤S1中加入的钙水为0.6～1.6mol/L。
[0018]进一步地，步骤S1中加入稀硫酸调节PH至2～6。
[0019]进一步地，步骤S2中所述的稳定及改性剂包括硬脂酸盐、硬脂酸、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，所述的稳定及改性剂占石膏的质量分数为0.5％～4％。
[0020]进一步地，步骤S1中所述的球形釜式反应器为一带搅拌的带夹套的内衬聚四氟乙烯填充石墨的防腐衬材的球形釜式反应器。
[0021]在本专利技术的方案中，以芒硝石膏为原料，并且在原料预处理方面，通过在常温下加水溶解搅拌，导出上层浆液搅拌水解，能够将芒硝石膏中的可利用成分尽可能水解，便于将芒硝石膏中的各个成分有效的利用于制备中；其次，采用水热法，生产石膏晶须，不仅可以有效利用工业副产物，解决其废料堆放污染环境问题，达到绿色化工的目的，完全符合国家产业政策；而且石膏晶须属于高附加值环保产品，市场需求前景广阔，经济效益明显，投产后本区又有充足低廉的原料资源，而且该方法简单易行，易于工业化。因此，在本区研究并最终建设该项目必将取得巨大的经济效益和社会效益。
[0022]与现有技术相比，本方案的有益效果：
[0023]1、本专利技术采用水热法，不仅可以有效利用工业副产物，解决其废料堆放污染环境问题，达到绿色化工的目的，完全符合国家产业政策；
[0024]2、本专利技术采用的晶须反应釜为带夹套的、搅拌装置为旋浆式的球形反应釜；带搅拌的球形反应釜在搅拌时，其能使壳体内的流体介质都能在全容积中获得更加均匀的流动场，更易实现无死角且完全均匀的传质，同时轴转速和轴功率可以相对降低；旋浆式搅拌器可以使反应器内的流体不仅存在径向混合，而且还存在轴向混合，其可以使反应体系更加均匀，使最终得到的晶须长径比更均一；
[0025]3、本专利技术采用的晶须反应釜的内衬材料采用聚四氟乙烯填充石墨的衬材，采用该衬材可以有效的满足反应釜的防腐及传热要求；
[0026]4、本专利技术添加的改性稳定剂(偶联剂、脂肪酸或脂肪酸盐)与CSW表面的羟基形成氢键，继而发生加热脱水反应形成部分共价键，使得无机物表面被偶联剂覆盖；改性稳定剂不但易于在晶须表面铺展开，还能改变晶须的表面状态，改变其固液界面的接触角，从而减小晶须和基体的界面性质差异；
[0027]5、本专利技术采用微波干燥方式，可以使干燥过程的脱水率达98％左右，微波干燥时间仅为普通干燥方式时间的1/5左右；
[0028]6、本专利技术采用的工艺过程及优化的工艺操作条件，可以使最终得到的硫酸钙晶须
具有均一的形貌、适宜的长径比(50以上)，收率可达84％，白度≥96％。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例中制备硫酸钙晶须的工艺流程图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术的实施例及附图，对本专利技术的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0032]实施例：
[0033]本专利技术实施例提供的方案为：一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0034]1、原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用芒硝石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征是：包括以下步骤：S1、原料的预处理：将原料芒硝石膏在常温下加水溶解搅拌，导出上层浆液搅拌水解，加入钙水，充分搅拌后加入稀硫酸调节PH，水洗2～3次，过滤得到滤饼后加水配制成均匀的石膏浆液；S2、水热法制备晶须并改性：向步骤S1中得到的石膏浆液中加入2％～10％镁盐或铜盐晶型助长剂，再把石膏浆液加到球形釜式反应器中，升温到120℃后开始计时反应3.5个小时，使用压力泵泵入稳定及改性剂，改性时间为0.5h～2h，然后将反应后的浆料进行固液分离，得滤饼；S3、产品的干燥：将步骤S2中固液分离得到的滤饼经冷水洗涤后，经微波在500～1000W的功率下干燥20～60min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓稳，刘勇，宋静文，万光荣，陈紫云，左凯文，黄琴琴，崔益顺，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：