本发明专利技术涉及无机化工领域，具体地，本发明专利技术涉及一种建筑材料及利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法。本发明专利技术的方法包括以下步骤：1)向钛白废酸中加入石灰石或熟石灰，调节pH，进行反应，浆液中生成硫酸钙的沉淀；2)进行固液分离，得到二水硫酸钙的固体和滤液；3)向步骤2)中得到的二水硫酸钙固体中，加入氯化钙溶液，使氯化钙和二水硫酸钙的摩尔比为1∶1～2.5，调剂H+浓度，在温度30～90℃下，搅拌进行反应，析出半水硫酸钙晶体；4)将步骤3)得到的半水硫酸钙陈化、固液分离，得到半水硫酸钙和氯化钙溶液。本发明专利技术的方法生产建筑用半水硫酸钙，经济效益好，无环境污染；提供的方法操作性强、易于实现工业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机化工领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
2010年，我国的钛白产量达到147万吨，国内钛白粉厂绝大部分都采用硫酸法工艺。用该法生产钛白粉的过程中，每生产It钛白粉需排出2% 10%的废硫酸20 30t， 按粗略计算则全国钛白粉企业每年至少产生2000万吨的废酸。用硫酸法生产钛白粉如今面临的最大发展问题是生产过程中产生的大量废酸无法得到综合高效的利用，进而对环境造成污染，目前，国内外对此废酸的处理办法主要有两种一是采用石灰中和法，二是浓缩处理回用法。石灰石中和法是利用电石渣等主要含氢氧化钙废物和废酸进行酸碱中和，然后沉淀进行泥水分离。该方法的缺点是产生大量的固体废弃物，主要含硫酸钙、氢氧化铁和各种渣子微粒，而且对硫酸资源造成浪费。据统计每生产一吨钛白粉要产生10多吨的含杂质的硫酸钙，这些硫酸钙主要是作为固体废弃物堆放。这不但占用了大量的土地，而且对地下水和和周围的环境产生了严重的污染，同时也成为制约钛白粉企业发展的重大难题。浓缩处理回收法是利用水蒸汽对废酸进行加热蒸发，去除废酸中的部分水分，冷却后进行浓缩结晶，固液分离以后，浓缩液回原工艺回用。该方法的主要缺点是工艺复杂， 能耗高，处理成本高。钛白粉废酸的浓缩除了技术问题以外，还有经济问题，在当前国内硫酸价格普遍较低的情况下，经济问题更显得突出。因此很少有钛白粉企业成功应用浓缩处理回收废硫酸。本专利技术针对大量的钛白废酸的综合利用，提出利用太白废硫酸生产半水硫酸钙高性能建筑材料的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种建筑材料。本专利技术的再一目的在于提供了一种利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法。本专利技术提供了一种建筑材料，其制备方法包括以下步骤1)向钛白废酸中加入石灰石或熟石灰，调节pH，搅拌使其进行反应，浆液中生成硫酸钙的沉淀，同时，杂质转化为氢氧化物沉淀微粒；2)将步骤1)所得浆液进行固液分离，得到二水硫酸钙的固体和滤液，滤液中加入石灰中和、自然沉降无害排放，少量固体杂质堆放实现硫酸钙的除杂；3)向步骤幻中得到的二水硫酸钙固体中，加入氯化钙溶液，使氯化钙和二水硫酸钙的摩尔比为1 1 2. 5，调节H+浓度，在温度30 90°C下，搅拌进行反应，析出半水硫酸钙晶体，作为建筑材料，同时得到含有氯化钙的溶液；4)将步骤幻得到的半水硫酸钙陈化、固液分离，得到半水硫酸钙和氯化钙溶液，3得到的氯化钙溶液返回到步骤幻中循环使用。此外，本专利技术还提供了一种利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法，所述方法包括以下步骤1)向钛白废酸中加入石灰石或熟石灰，调节pH，搅拌使其进行反应，浆液中生成硫酸钙的沉淀，同时，杂质转化为氢氧化物沉淀微粒；2)将步骤1)所得浆液进行固液分离，得到二水硫酸钙的固体和滤液，滤液中加入石灰中和、自然沉降无害排放后无害排放，少量固体杂质堆放实现硫酸钙的除杂；3)向步骤幻中得到的二水硫酸钙固体中，加入氯化钙溶液，使氯化钙和二水硫酸钙的摩尔比为1 1 2. 5，调剂H+浓度，在温度30 90°C下，搅拌进行反应，析出半水硫酸钙晶体，同时得到含有氯化钙的溶液；4)将步骤幻得到的半水硫酸钙陈化、固液分离，得到半水硫酸钙和氯化钙溶液， 得到的氯化钙溶液返回到步骤幻中循环使用。根据本专利技术的一实施例，具体的制备方法包括以下步骤1)向钛白废酸(浓度2 10%的硫酸)中加入石灰石或熟石灰，搅拌让其与硫酸完全反应生成硫酸钙沉淀，同时控制PH值使!^e等主要杂质也转化成细小的氢氧化物沉淀；2)将步骤1)所得浆液进行固液分离，固相二水硫酸钙将进一步处理以制备半水硫酸钙，液相加入少量石灰中和自然沉降无害排放，少量固体杂质堆放实现硫酸钙的除杂；3)将步骤2)所得的二水硫酸钙加入到带夹套的反应釜中，向带夹套的反应釜的夹套中通入循环水，将温度调节到30 90°C，加入氯化钙溶液，控制氯化钙的浓度为1. 1 3. 5mol/kg,同时H+浓度为0. 5 2. Omol/1，在200rpm 400rpm的搅拌转速下，促使半水硫酸钙结晶析出。4)将步骤幻得到的半水硫酸钙经陈化固液分离即制得建筑用的半水硫酸钙。根据本专利技术的利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法，所述步骤1)中的pH值为 0. 5 4. 5。根据本专利技术的实施例的利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法，所述的带夹套的反应釜是在釜体的外壁上部和下部分别开有循环水进出口，搅拌轴的一端与釜体外部马达连接，另一端伸入釜体中，在釜体中的搅拌轴上安装有搅拌叶片，在釜体内壁上固定安装有四个挡板，在釜体上部开有滴料管口，温度计插口，pH计插口。本专利技术是利用钛白废硫酸生产建筑用半水硫酸钙，以硫酸法成产钛白粉过程中产生的废硫酸液为原料，用石灰或熟石灰中和；通过控制反应条件使其中的金属杂质沉淀为微米级的细小颗粒，而硫酸钙生长为大于几十微米以上的大颗粒，从而实现硫酸钙除杂；得到的二水硫酸钙在浓氯化钙溶液中转相，通过控制二水硫酸钙和氯化钙的浓度、摩尔比以及反应温度等反应条件得到半水硫酸钙；得到的高性能半水硫酸钙纯度高，完全适用于建筑材料。本专利技术通过利用大量的钛白废硫酸为原料来生产建筑用半水硫酸钙，经济效益好，无环境污染；提供的方法操作性强、易于实现工业化，本专利技术优点及积极作用在于(1)主要用来处理钛白废硫酸，使资源得到综合有效的利用，保护了环境，具有很高的经济效益。(2)通过加入氯化钙调节反应条件，促进生成半水硫酸钙，制得了具有极高工业价值的建筑原材料，大大降低了能耗。(3)本专利技术的方法不但能处理钛白工业产生的废硫酸，也可对以前堆积的大量废弃硫酸钙进行处理，实现废物资源化。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图；图2为本专利技术结晶过程使用的带夹套的反应罐结构示意图。附图标识a、带夹套的反应罐的罐体 b、循环水进出口 C、搅拌轴d、搅拌叶片e、挡板f、滴料管口g、温度计插口h、pH计插口具体实施例方式实施例1如图2所示，所使用的带夹套的反应罐是在罐体a的外壁上部和下部分别开有循环水进出口 b，搅拌轴c的一端与罐体外部马达连接，另一端伸入罐体中，在罐体中的搅拌轴c上安装有搅拌叶片d，在罐体内壁上固定安装有四个挡板e，在罐体上部开有滴料管口 f，温度计插口 g，pH计插口 h。本专利技术的工艺流程如图1所示，具体的过程包括以下步骤1)向钛白废酸(浓度2 10%的硫酸)中加入石灰石或熟石灰，搅拌让其与硫酸完全反应生成硫酸钙沉淀，同时控制PH值为0. 5使!^e等主要杂质也转化成细小的氢氧化物沉淀；2)将步骤1)所得浆液进行固液分离，固相二水硫酸钙将进一步处理以制备半水硫酸钙，液相加入少量石灰中和自然沉降无害排放，少量固体杂质堆放实现硫酸钙的除杂；3)将步骤2)所得的二水硫酸钙加入到带夹套的反应釜中，向带夹套的反应釜的夹套中通入循环水，将温度调节到90°C，加入氯化钙溶液，使氯化钙和二水硫酸钙的摩尔比为1 1，控制氯化钙的浓度为2. Omol/kg，同时H+浓度为1.5mol/L，在200rpm 400rpm 的搅拌转速下，使半水硫酸钙结晶析出。4)将步骤幻得到的半水硫酸钙经陈化、固液分离即制得建筑用的半水硫酸钙，含量 86. 5%o实施例2利用实施例1所使用的带夹套的反应罐。1)向钛白废酸(浓度2 10%的硫酸)中加入石灰石或熟石灰，搅拌让本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用钛白废硫酸制备半水硫酸钙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：１）向钛白废硫酸中加入石灰石或熟石灰，调节ｐＨ，搅拌使其进行反应，浆液中生成硫酸钙的沉淀，同时，杂质转化为氢氧化物沉淀微粒；２）将步骤１）所得浆液进行固液分离，得到二水硫酸钙的固体和滤液，滤液中加入石灰中和、自然沉降后无害排放；３）向步骤２）中得到的二水硫酸钙固体中，加入氯化钙溶液，使氯化钙和二水硫酸钙的摩尔比为１∶１～２．５，调节Ｈ＋浓度，在温度３０～９０℃下，搅拌进行反应，析出半水硫酸钙晶体；４）将步骤３）得到的半水硫酸钙陈化、固液分离，得到半水硫酸钙和氯化钙溶液，得到的氯化钙溶液返回到步骤３）中循环使用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李志宝，孙顺平，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11
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