無水硫酸鈣水化機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著石膏工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，世界范圍內(nèi)石膏用量在逐年增加。在石膏資源開發(fā)中，主要以天然二水石膏為主；但天然石膏是不可再生資源，隨著對其消耗的不斷增加和礦產(chǎn)資源分布不平衡影響的加重，對礦產(chǎn)儲(chǔ)量占硫酸鈣總儲(chǔ)量2/3的無水硫酸鈣礦物潛在水化活性深入研究顯得尤為重要。 本文通過無水硫酸鈣在可溶性硫酸鹽溶液中水化后產(chǎn)物的XRD、鈣離子濃度的變化、無水硫酸鈣的水化率分析，探討了可溶性硫酸鹽溶液中無水硫酸鈣的水化激發(fā)機(jī)理。 1、無水硫酸

2、鈣水化是一個(gè)自發(fā)、非常緩慢的過程，CaSO<,4>在硫酸鹽水溶液中的水化，存在著動(dòng)態(tài)平衡CaSO<,4>(s)Ca<'2+>(aq)+SO<,4><'2->(aq)CaSO<,4>·2H<,2>O，這平衡是一個(gè)競爭反應(yīng)，SO<,4><'2->濃度的變化加速反應(yīng)朝生成Ca8O<,4>·2H<,2>O的方向進(jìn)行，促使CaSO<,4>(s)達(dá)到溶解平衡，再增大SO<,4><'2->濃度，因同離子效應(yīng)，Ca<'2+>的濃度減小抑制了CaSO<,

3、4>(s)的溶解，不利于無水硫酸鈣的水化，但實(shí)驗(yàn)中增大硫酸鹽濃度，無水硫酸鈣的水化率增大，鹽類激發(fā)劑不是以加速無水硫酸鈣過飽和度來提高水化率。 2、通過對CaSO<,4>在Na<,2>SO<,4>、K<,2>SO<,4>、Rb<,2>SO<,4>、Cs<,2>5O<,4>、(NH<,4>)<,2>SO<,4>溶液中水化過程，以及CaSO<,4>·2H<,2>O、CaSO<,4>與以上硫酸鹽反應(yīng)速度、產(chǎn)物的研究，說明復(fù)鹽理論不正確

4、；CaSO<,4>在O<,4>(Li2SO<,4>、MgSO<,4>、Al<,2>(SO<,4>)<,3>、MnSO<,4>、CuSO<,4>、COSO<,4>、CdSO<,4>、ZnSO<,4>、NiSO<,4>、FeSO<,4>)溶液中水化，水化過程中硫酸鹽水合物的析晶影響著無水硫酸鈣水化，與激發(fā)劑陽離子Z/R值大小無關(guān)，陽離子的Z/R參數(shù)影響水化率的規(guī)律并不存在。 3、無水硫酸鈣在可溶性硫酸鹽中的水化按照溶解．成核．生長理

5、論進(jìn)行，CaSO<,4>達(dá)到溶解平衡時(shí)Ca<'2+>的濃度大于CaSO<,4>·2H<,2>O溶解平衡的Ca<'2+>的濃度，CaSO<,4>·2H<,2>O獲得結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，可溶性硫酸鹽起到形成晶核的作用：水化過程與CaSO<,4>生成復(fù)鹽或析出水合物所形成的細(xì)小物相，作為異質(zhì)微粒使母相中存在不均勻性，這些不均勻性有效地降低成核時(shí)的表面能位壘，使CaSO<,4>·2H<,2>O晶核優(yōu)先地在這些具不均勻性的地方形成，因此這些物質(zhì)起成核催