本发明属于无机材料领域，具体涉及一种半水石膏晶须及其制备方法。
背景技术：
随着环保力度的加大，湿法烟气脱硫技术不断发展，越来越多的脱硫石膏随之产生。根据研究结果，脱硫石膏与天然石膏化学成分相似，可用在胶凝材料、粘结剂、建筑材料、水泥缓凝剂和土壤改良等方面。但因脱硫石膏可溶性杂质高、色度重，导致其石膏产品附加值低，影响了脱硫石膏的后续应用。大部分脱硫石膏还是以堆贮为主，不仅占用大量的土地资源，还对环境造成二次污染。开展脱硫石膏的综合利用，实现变废为宝，不但能获得良好的经济效益，而且也能获得良好的社会效益。
晶须又称硫酸钙纤维(calciumsulfatewhisker,csw)是一种白色蓬松状固体，显微镜下为纤维状或针状单晶体，其长径比一般为30-80，平均长度为30-150μm，平均直径为1-4μm。根据物相的不同，硫酸韩晶须分为二水硫酸興晶须、半水硫酸钙晶须和无水硫酸钙晶须。超过110℃，二水硫酸钙晶须会脱水变为不规则的粉末起不到增强作用，工业应用前景小；无水及半水石膏晶须则具有较高的强度和使用价值。
半水石膏晶须对人体几乎无毒，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、与橡胶塑料等聚合物的亲和能力强、价格低廉等优点，既可以作为增强组元、无机填充材料，同时还可以起到阻燃、增加白度等作用，应用领域非常广泛。主要应用在石油工业及基础材料化学、材料加工、高分子化学及聚合物、环境技术、造纸等领域。目前制备石膏晶须的方法较多，各有特色，但都存在生产成本高，长径比不均，生产方法控制条件苛刻等问题。
技术实现要素：
基于上述背景技术，本发明的目的在于提供一种半水石膏晶须的制备方法；该制备方法的反应条件温和，工艺简单，操作弹性大，且便于工业化利用。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将脱硫石膏加入醇的水溶液中，制成石膏浆液；
2)将所述石膏浆液加热至85～100℃，反应2～15h，即得半水石膏晶须。
所述脱硫石膏还包括预处理，所述预处理具体为：去除脱硫石膏中有磁性的铁离子杂质后，再将其加入水中，充分搅拌后，静置2～5min，去除上层漂浮物和底层沉淀物，烘干中层悬浮液，即可。
其中，所述醇的水溶液中的醇为选自乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇中的一种或多种；优选为乙二醇。
其中，所述醇的水溶液中醇和水的摩尔比为：1:0.2～4；优选为1:0.5～3，最优选为1:3。
其中，所述脱硫石膏和所述醇的水溶液的固液比为1:5～50；优选为1:10～20，最优选为1:20。
其中，上述固液比中的固体具体是指固体的重量，液体具体是指液体的体积。
其中，所述加热的温度为85～100℃，优选为95～98℃；最优选98℃。
其中，所述反应具体以速率100～300r/min搅拌2.5～5h；优选的，所述速率为200～300r/min。
其中，所述步骤2)反应结束后，还包括提纯；所述提纯具体为：将反应后的反应液进行抽滤，抽滤过程中用沸水充分洗涤，再采用乙醇冲洗，干燥至恒重，即得半水石膏晶须；
优选的，所述干燥的温度为50～70℃，优选为60℃。
本发明提供一种优选方案，所述制备方法包括以下步骤：
1)将脱硫石膏按固液比为1:10～20的比例加入乙二醇的水溶液中，制成石膏浆液；
其中，所述乙二醇的水溶液中乙二醇和水的摩尔比为1:0.5～3；
3)将所述石膏浆液加热至95～98℃，以200～300r/min的速率搅拌2.5～5h，即得半水石膏晶须。
本发明所述的制备方法，所采用的原料是工业废料，其价格廉价；从而大大降低了生产成本，实现了废物再利用的同时，又大大保护环境。此外，本发明所述制备方法，反应条件温和、工艺简单，更易于工业化生产。
本发明的又一目的在于提供上述制备方法所制得的半水石膏晶须。所制的半水石膏晶须长径比大，平均长径比可达180:1。其品质高，性能好，经济附加值高。
附图说明
图1为实施例1制得的半水石膏晶须的sem图；
图2为实施例1制得的半水石膏晶须的xrd图；
图3为实施例2制得的半水石膏晶须的sem图；
图4为实施例2制得的半水石膏晶须的xrd图；
图5为实施例3制得的半水石膏晶须的sem图；
图6为实施例3制得的半水石膏晶须的xrd图；
图7为实施例4制得的半水石膏晶须的sem图；
图8为实施例4制得的半水石膏晶须的xrd图；
图9为实施例5制得的半水石膏晶须的sem图；
图10为实施例5制得的半水石膏晶须的xrd图；
图11为实施例6制得的半水石膏晶须的sem图；
图12为实施例6制得的半水石膏晶须的xrd图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
所述脱硫石膏为宁夏中卫发电厂的脱硫产物。
如下实施例中脱硫石膏进行预处理：用吸铁石去除脱硫石膏中具有磁性的铁离子杂质后，再将其加入水中，充分搅拌后，静置2～5min，去除上层漂浮物和底层沉淀物，烘干中层悬浮液，烘干即得纯化后的脱硫石膏。
实施例1
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏按固液比为1:20的比例加入乙二醇的水溶液中，制成石膏浆液；
其中，所述乙二醇的水溶液中乙二醇和水的摩尔比为1:3；
2)将所述石膏浆液加热至98℃，以250r/min的速率搅拌3h；
3)将反应后的反应液进行抽滤，抽滤过程中用沸水充分洗涤，再采用乙醇冲洗，干燥至恒重，即得半水石膏晶须。
所制得的半水石膏晶须的收率71％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为200:1。
实施例2
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏按固液比为1:15的比例加入乙二醇的水溶液中，制成石膏浆液；
其中，所述乙二醇的水溶液中乙二醇和水的摩尔比为1:3；
2)将所述石膏浆液加热至95℃，以250r/min的速率搅拌4h；
3)将反应后的反应液进行抽滤，抽滤过程中用沸水充分洗涤，再采用乙醇冲洗，干燥至恒重，即得半水石膏晶须。
所制得的半水石膏晶须的收率70％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为190:1。
实施例3
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏按固液质量比为1:10的比例加入乙二醇的水溶液中，制成石膏浆液；
其中，所述乙二醇的水溶液中乙二醇和水的摩尔比为1:3；
2)将所述石膏浆液加热至98℃，以250r/min的速率搅拌5h，将反应后的反应液真空抽滤后，沸水充分洗涤后，再采用乙醇固定，在80℃的温度下干燥至恒重，即得半水石膏晶须。
所制得的半水石膏晶须的收率70％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为180:1。
实施例4
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，与实施例1的区别仅在于，乙二醇替换1,2-丙二醇，搅拌时间为6h。
所制得的半水石膏晶须的收率69％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为130:1。
实施例5
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，与实施例1的区别仅在于，乙二醇替换丙三醇，搅拌时间变为5h。
所制得的半水石膏晶须的收率70％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为150:1。
实施例6
本实施例提供一种半水石膏晶须的制备方法，与实施例1的区别仅在于，乙二醇替换为1,3-丙二醇，搅拌时间为7h。
所制得的半水石膏晶须的收率68％，纯度为100％。所制得的半水石膏晶须的长径比约为120:1。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。