一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法与流程

文档序号:11212526来源:国知局

本发明涉及环保技术领域,尤其是一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法。



背景技术:

产业革命后的200多年,人类社会经历了前所未有的大发展,社会生产力和科技水平都得到了极大的提升,然而这种巨大发展的背后却是资源大量消耗,特别是燃煤电厂烟气中含有大量的二氧化硫,通常采用烟气脱硫法最大程度地减少二氧化硫气体的排放量,这是世界上应用最广泛且最有效的so2控制技术。现在世界上应用最多也最广泛的是湿法脱硫技术,它已经占据了脱硫总装机容量80%以上的比例,其中日本最多为98%,美国其次占92%,德国为90%。其中湿法中的石灰/石灰石―石膏法已经处于主导地位,脱硫石膏正是由燃煤电厂进行湿法石灰/石灰石―石膏法脱硫而产生的以caso4・2h2o为主要成分的工业副产物。

但是,这种石灰石—石膏湿法脱硫工艺产生的后遗症就是脱硫石膏大量堆放,这些脱硫石膏无论纯度、抗压抗拉强度、含水率均无法与天然石膏竞争,不得不占用大量的土地堆存作为废料处理。脱硫石膏长期大量堆积不仅对气候、土壤及植物产生影响,更给人类健康带来危害。此外,脱硫石膏的分解造成二次污染,因此如不及时处理,脱硫石膏遗患必将成为继二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。为此,脱硫石膏的无害化、减量化和资源化利用成为当务之急。

硫酸钙晶须是一种以单晶形式生长的新型针状、具有均匀横截面、完整外形、内部结构完善的纤维亚纳米材料。其形态是由于晶体在轴向和侧面生长速率的差异造成的,晶须主要沿轴向方向的螺旋错位生长,其侧面是低能面,生长非常缓慢,通过表面扩散给晶须的尖端或基面上露头螺旋供料。硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体,可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料;又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。因此将脱硫石膏转化为硫酸钙晶须,将有效的消减脱硫石膏对环境的污染,同时获得高附加值产品。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法,通过水热处理、重结晶技术,有效提高了硫酸钙晶须的纯度和生产效率,实现废弃物循环再利用,节约土地资源,消除环境和健康隐患。

本发明的技术方案:

一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法包括如下步骤:

1)将10g脱硫石膏原料粉碎至20-50目;

2)将粉碎后的脱硫石膏缓慢加入到100ml5-10%的h2o2溶液中并连续搅拌20-30min,转速为80-150rpm;

3)将上述溶液过滤,取滤渣并用蒸馏水洗涤3次,去除no3-离子;

4)将预处理后的脱硫石膏于105℃干燥3h后,研磨至100-200目;

5)将10g预处理后的脱硫石膏原料投入反应釜进行反应,同时加入300-400ml蒸馏水;

6)按照4-7℃/min升温速率升高至120-140℃,维持反应时间4h,同时通过200目粒径的ca(oh)2固体来调节体系ph=6.5-7.5;

7)反应结束后自然降压至常压状态(1atm),在80-100℃下趁热过滤可获得长径比为100-200:1的硫酸钙晶须前体;

8)向滤液中加入0.1-0.5gcaso4·0.5h2o,在10-50rpm转速搅拌下快速降温至50-55℃,待不再产生沉淀后恒温过滤,滤渣即为长径比为100-200:1的硫酸钙晶须。

本发明的优点和有益效果是:

1.本发明采用h2o2溶液对脱硫石膏原料进行预处理,可将原料中残存的含n物质进行深度氧化,以no3-离子的形式溶于水中,提高了脱硫石膏的纯度;利用ca(oh)2固体来调节体系的ph,不但增加体系内ca2+浓度,有利于晶须的生长,而且不引入杂质离子,保证了体系纯度。

2.本发明所需设备简单,工艺简便,且不会造成附加的环境危害,实现了脱硫石膏废弃物的资源化利用,解决了脱硫石膏对环境的污染问题,同时本发明生产的硫酸钙晶须具有尺寸均匀、成本低、附加值高等特点,具有极其深远的社会意义和经济价值。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述,但本实施例所叙述的技术内容是说明性的,而不是限定性的,不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1:

一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法包括如下步骤:

1)将10g脱硫石膏原料粉碎至20目;

2)将粉碎后的脱硫石膏缓慢加入到100ml5%的h2o2溶液中并连续搅拌20min,转速为100rpm;

3)将上述溶液过滤,取滤渣并用蒸馏水洗涤3次,去除no3-离子;

4)将预处理后的脱硫石膏于105℃干燥3h后,研磨至100目;

5)将10g预处理后的脱硫石膏原料投入反应釜进行反应,同时加入300ml蒸馏水;

6)按照5℃/min升温速率升高至125℃,维持反应时间4h,同时通过200目粒径的ca(oh)2固体来调节体系ph=6.5;

7)反应结束后自然降压至常压状态(1atm),在80℃下趁热过滤可获得长径比为100:1的硫酸钙晶须前体;

8)向滤液中加入0.1gcaso4·0.5h2o,在25rpm转速搅拌下快速降温至50℃,待不再产生沉淀后恒温过滤,滤渣即为长径比为110:1的硫酸钙晶须。

实施例2:

一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法包括如下步骤:

1)将10g脱硫石膏原料粉碎至40目;

2)将粉碎后的脱硫石膏缓慢加入到100ml8%的h2o2溶液中并连续搅拌25min,转速为120rpm;

3)将上述溶液过滤,取滤渣并用蒸馏水洗涤3次,去除no3-离子;

4)将预处理后的脱硫石膏于105℃干燥3h后,研磨至160目;

5)将10g预处理后的脱硫石膏原料投入反应釜进行反应,同时加入400ml蒸馏水;

6)按照6℃/min升温速率升高至130℃,维持反应时间4h,同时通过200目粒径的ca(oh)2固体来调节体系ph=7.1;

7)反应结束后自然降压至常压状态(1atm),在95℃下趁热过滤可获得长径比为180:1的硫酸钙晶须前体;

8)向滤液中加入0.3gcaso4·0.5h2o,在10-50rpm转速搅拌下快速降温至50℃,待不再产生沉淀后恒温过滤,滤渣即为长径比为180:1的硫酸钙晶须。

实施例3:

一种脱硫石膏生产硫酸钙晶须的方法包括如下步骤:

1)将10g脱硫石膏原料粉碎至50目;

2)将粉碎后的脱硫石膏缓慢加入到100ml10%的h2o2溶液中并连续搅拌30min,转速为150rpm;

3)将上述溶液过滤,取滤渣并用蒸馏水洗涤3次,去除no3-离子;

4)将预处理后的脱硫石膏于105℃干燥3h后,研磨至200目;

5)将10g预处理后的脱硫石膏原料投入反应釜进行反应,同时加入400ml蒸馏水;

6)按照7℃/min升温速率升高至140℃,维持反应时间4h,同时通过200目粒径的ca(oh)2固体来调节体系ph=7.4;

7)反应结束后自然降压至常压状态(1atm),在100℃下趁热过滤可获得长径比为170:1的硫酸钙晶须前体;

8)向滤液中加入0.5gcaso4·0.5h2o,在50rpm转速搅拌下快速降温至55℃,待不再产生沉淀后恒温过滤,滤渣即为长径比为160:1的硫酸钙晶须。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1