工業(yè)副產(chǎn)石膏提純及制備異形碳酸鈣與硫酸鈣晶須的研究.pdf

1、工業(yè)副產(chǎn)石膏是指工業(yè)生產(chǎn)中由化學(xué)反應(yīng)生成的以硫酸鈣（含零至兩個結(jié)晶水）為主要成分的副產(chǎn)品，其大量堆存在占用土地、污染環(huán)境的同時，造成了其中鈣硫資源的嚴重浪費。本論文以四川什邡金河磷礦的磷石膏和內(nèi)蒙古燕山水泥有限公司的脫硫石膏為原料，在化學(xué)成分、物相分析、微觀形貌及熱學(xué)性能等研究的基礎(chǔ)上，提出工業(yè)副產(chǎn)石膏中鈣硫資源先溶解后利用的研究思路。首先以氯化銨為助劑對其進行鹽浸促溶，確定優(yōu)化的鹽浸工藝參數(shù)。鹽浸液在堿性環(huán)境下固碳制備碳酸鈣，通過控制

2、固碳條件，獲得制備菱面體形和球形碳酸鈣的優(yōu)化工藝參數(shù)。其次以稀鹽酸溶液為助劑促使工業(yè)副產(chǎn)石膏中的二水硫酸鈣溶解，研究鹽酸濃度與酸浸溫度對其溶解度的影響，確定優(yōu)化的工藝條件。酸浸液降溫沉淀析晶制備硫酸鈣晶須，并在此基礎(chǔ)上研究酸液循環(huán)對其溶解度的影響，從而實現(xiàn)酸液的循環(huán)利用。通過揭示氯化銨鹽浸促溶和稀鹽酸酸浸促溶以及鹽浸液固碳制備異形碳酸鈣的機理，從理論上驗證該研究思路的可行性。最后，從環(huán)境效益、工藝應(yīng)用性、產(chǎn)品市場與經(jīng)濟等方面進行了綜合評

3、價。
　　研究表明：工業(yè)副產(chǎn)石膏的主要化學(xué)組成為 CaO與 SO3，約占工業(yè)副產(chǎn)石膏的85％左右；主要礦物相為二水石膏，磷石膏的粒徑均值大于脫硫石膏。采用鹽浸工藝有效提高了工業(yè)副產(chǎn)石膏中硫酸鈣的溶解度，磷石膏和脫硫石膏中二水硫酸鈣的最大溶解度分別為0.95g/100mL、0.93g/100mL，與水中的相比溶解度提高了4.5與4.4倍。鹽浸液在堿性環(huán)境下對 CO2進行固定，添加晶型控制劑 H2O2，可獲得大小均勻、菱面體形、方解石

4、型碳酸鈣，平均晶粒尺寸在3～9μm之間；無 H2O2添加，可獲得大小均勻、球形、球霰石含量占50%以上的碳酸鈣，平均粒徑較方解石型碳酸鈣大。異形碳酸鈣的白度均大于99%，純度均高于97%，符合國家工業(yè)碳酸鈣的使用指標(biāo)。工業(yè)副產(chǎn)石膏經(jīng)過酸浸處理，其溶解度得到大幅度提高，磷石膏與脫硫石膏中二水硫酸鈣的最大溶解度分別為5.78g/100mL和5.55g/100mL，與水中的相比提高了27.7和26.6倍。不同酸浸條件下獲得的沉淀析晶產(chǎn)物均為白

5、色纖維狀硫酸鈣晶須。所獲硫酸鈣晶須的最大長徑比分別為89和100。酸浸液可循環(huán)利用，雖然可降低工業(yè)副產(chǎn)石膏的溶解度，使其保持在平衡值2.50g/100mL，但溶解度增加效果仍然優(yōu)于鹽浸促溶，同時降低了企業(yè)的處理經(jīng)費，減少了對環(huán)境的二次污染。
　　工業(yè)副產(chǎn)石膏的鹽浸與酸浸促溶工藝使其鈣硫資源有效的與不溶雜質(zhì)分離，解決了目前普遍存在的雜質(zhì)影響工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用產(chǎn)品性能的問題，制備獲得具有高附加值的化工產(chǎn)品，資源化利用效率高，工藝可