W)与磷石膏原料（PG)的傅里叶-红外光谱对 比显示，石膏晶须在3549 011^34050111处并未出峰处，说明原料中二水硫酸I丐脱去了 1.5 个结晶水，石膏晶须的2363cm\2353cm1处为含碳有机物不饱和键的伸缩振动吸收峰较 原料磷石膏中的尖锐明显，说明结构导向剂在程序升温前阶段促进CaSO4 ? 2H20的溶解，指 导CaSO4 ?0. 5H20晶须沿c轴生长，达到一定温度后碳化使对合成晶须无影响的有机物含量 增加因此峰较为尖锐明显。1398cm1处半水硫酸钙晶须中S-O的非对称伸缩振动吸收峰较 弱，而1157cm1处半水硫酸|丐晶须中S-O的非对称伸缩振动吸收峰、671cm\596cm1为半 水硫酸钙晶须中S-O面内弯曲振动吸收峰，均较强且尖锐明显，说明晶须含杂质较少结晶 度高，且晶须倾向于沿单一晶面单一方向生长单斜晶系，与图5的XRD表征结果一致。
[0043]
【具体实施方式】1 : 一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，包括对磷石 膏水洗预处理、离心脱水、石灰中和三道工序。pH值较低的磷石膏加水在反应釜中搅拌混合 后，用滤网滤出澄清液上层漂浮物，将剩余料浆在磁力搅拌器下缓慢搅得均匀料浆悬浮液， 将均匀料浆悬浮液移入离心机中脱水，清液移入水处理槽中、真空干燥，即可得到净化后的 磷石膏。将适量水洗净化后的磷石膏与一定比例的丙三醇与水混合液摇匀置于管式高温炉 内在200 ~ 600°C的温度条件下煅烧I~ 3h，进行晶化反应，水洗两次，废液移入水处理槽 中，即可得到煅烧后的石膏晶须，本发明的制备过程按如下两个步骤进行： I. 1第一步是固体废弃物磷石膏的净化处理：首先，用精度为百分之一的天平分别准 确称取50. 79g固体废弃物磷石膏样品于反应爸中，向反应爸中加液固比为4~6:1的清水， 在室温下以250r/min搅拌6min，静置5h，用滤网滤出清液上层漂浮物，再次搅拌得到均 匀料浆悬浮液，将均匀料浆悬浮液移入离心机中脱水，清液移入水处理槽中，然后将脱水后 的磷石膏置于真空烘箱中，抽真空在65°C下干燥10~12h，得到净化后的磷石膏，再将质 量浓度为〇. 4%的石灰水加入水处理槽中的清液，搅拌8min，得均匀料浆，用pH计测定上述 料浆的PH值，添加浓石灰水调制pH值，直到测得料浆悬浮液pH值为7,静置后分层，下层为 难溶沉淀物CaFjPCa3 (PO4) 2，上层是pH值为中性的水，处理后的水可循环使用； 1. 2第二步用水洗净化后的磷石膏为原料，煅烧合成石膏晶须：用精度为万分之一电 子分析天平准确称取〇. 8568g水洗净化后的磷石膏，再量取适量的配制的体积比为1. 5~ 2:1的结构导向剂与水的混合液与磷石膏均匀混和于瓷方舟内，然后将瓷方舟放入管式炉 内，以4°C/min程序升温至450~500 °C后保持2h，使其自然冷却至室温，与适量去离子水 按液固11:1混合且在室温下超声分散5min，得悬浮液，以2500~3000r/min离心、上层清 液回收后重复使用洗涤磷石膏，重复水洗，离心、在35~65°C下干燥，得到半水硫酸钙晶须。
[0044]
【具体实施方式】2 :(1)用精度为百分之一的天平分别准确称取磷石膏样品50. 55~ 100. 17g于烧杯中，配制浓度为0. 4%和90%左右的石灰水，将计量后的pH=l~4的磷石膏 样品与去离子水按照重量比1:6于烧杯中置于超声波清洗器中室温下超声分散20min混 匀，静置10h后，用滤网滤出澄清液上层漂浮物，将剩余料浆在磁力搅拌器下缓慢搅拌，搅 拌3min，得均匀料衆，测其pH=4~6 ;将均匀浆料真空抽滤分离，抽滤废液回收于500mL烧 杯中，抽滤后的沉淀置于真空烘箱中，抽真空在65°C下干燥2h，即可得到净化后的磷石膏。 抽入500mL烧杯中的废液加入浓度0. 4%石灰水搅拌混匀，添加浓度为90%的浓石灰水调 至PH值为7,处理后的水可循环使用；（2)用万分之一的电子分析天平准确称取水洗净化 后的磷石膏样品〇. 7985~0. 8578g于烧杯中加入配制的1. 5~2 :1丙三醇与水的混合 液，室温下于超声波清洗器中超声2~5min，准确量取I. 5~2mL于瓷方舟内，置于管式炉内， 以5°C/min程序升温至500 °C后保持2h然后自然冷却至室温，与适量去离子水按液固 15:1混合且在室温下超声分散5min，得悬浮液，以2500~3000r/min离心、上层清液回收后 重复使用洗涤磷石膏，重复水洗，离心、在35~65°C下干燥，得到半水硫酸钙晶须。
[0045] 本【具体实施方式】所涉及的采用自来水对磷石膏进行水预处理，不仅可显著降低半 水硫酸钙晶须产品中的磷、氟等杂质的含量，增加产品的纯度，还可以避免这些杂质对硫酸 钙晶须产品外形的影响，尤其高温煅烧是可以避免一些杂质对硫酸钙晶须产品外形的影 响，由于溶质的扩散性能，随着温度的升高，晶体的成核速率越大，晶体的生长速度也越快。 此外，在高温条件下，结晶质点具有较强的排斥外来杂质的能力，各晶面的生长速度相对稳 定，因而在较高温度下生长出的晶体，其形貌与性能通常要优于在低温度下生长的晶体，能 有效提高产品质量。本发明做的半水硫酸钙晶须一维生长趋势明显，产品形貌较好，表面光 滑，长度分布在5~100ym，直径分布在0.2~0.5ym，长径比分布在10~500,长径比平均约 为255,主含量大于97wt%，改变工艺条件可以控制长径比大小。
[0046] 本【具体实施方式】高温煅烧阶段用时短，使净化后的磷石膏一步制得石膏晶须，具 有操作条件简单、生产成本低、节能环保，工艺和设备新，方法简便，技术先进、便于工业化。
[0047] 本【具体实施方式】所涉及的以工业固体废弃物磷石膏为原料常压下制备硫酸钙晶 须的方法，产生的废液有自动处理方式可循环利用，生产成本低、对环境无污染，易于实现 工业化生产的特点，在能大量处理工业固废物的同时制备出了附加值高的半水硫酸钙晶须 产品，变废为宝，而且还可减少天然石膏的开采，是资源化利用磷石膏的一种有效途径。以 上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本 发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化 与修饰，都落入本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，包括对磷石膏的净化和煅烧合成 石膏晶须，其特征在于本发明的制备过程按如下两个步骤进行： 1.1第一步是固体废弃物磷石膏的净化处理：首先，用精度为百分之一的天平准确称 取适量的固体废弃物磷石膏样品于反应爸中，向反应爸中加入适量的自来水，形成一定的 液固比混合物，缓慢搅拌5 ~ 10 min，静置3~8 h，用滤网滤出清液上层漂浮物，再次搅拌 得到均匀料浆悬浮液，将均匀料浆悬浮液移入离心机中脱水，水被移入水处理槽中，然后将 脱水后的磷石膏置于真空烘箱中，抽真空在45 ~ 65 °C下干燥10 ~ 12 h，得到净化后的磷 石膏，再将质量浓度为0.1 ~ 0.5 %的石灰水加入水处理槽中，搅拌5 ~ 10 min，得均匀料 衆，用pH计测定上述料楽:的pH值，添加浓石灰水调节pH值，直到测得料楽;悬浮液pH值为 中性，静置分层后，下层为难溶沉淀物CaFjP Ca 3 (PO4) 2，上层是pH值为中性的水； 1.2第二步用净化后的磷石膏为原料，煅烧合成石膏晶须：用精度为万分之一电子分 析天平准确称取0.5468 ~ 1.5478 g上述净化后的磷石膏，再量取适量的配制的体积比为 1.5 ~ 4:1的结构导向剂与水的混合液与磷石膏均匀混和于瓷方舟内，然后将瓷方舟放入 管式炉内，升温至200 ~ 600 °C后，保持I ~ 3 h，再使其自然冷却至室温，与适量去离子水 按液固比6 ~ 12:1混合且在室温下超声分散3 ~ 8 min，得悬浮液，离心，上层清液回收后， 用来再次洗涤磷石膏，再超声、离心、干燥，得到半水硫酸钙晶须。2. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的磷石膏为工业固体废弃物。3. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的固体废弃物磷石膏的净化处理方法中水洗净化磷石膏样品的液固比是4 ~ 6:1。4. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的固体废弃物磷石膏的净化处理方法中搅拌速度是200 ~ 500 r/min。5. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的固体废弃物磷石膏的净化处理方法中调制pH值的浓石灰水浓度是85 ~ 95 %。6. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的固体废弃物磷石膏的净化处理方法中离心脱水后的水经石灰水二次中和后可以 循环利用。7. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的煅烧合成石膏晶须中结构导向剂为丙三醇。8. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的煅烧合成石膏晶须中升温速率是3 ~ 8 °C/min。9. 根据权利要求1所述的一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法，其特征在 于：所说的煅烧合成石膏晶须中离心转速是2500 ~ 3000 r/min，干燥温度是35 ~ 65 °C。
【专利摘要】本发明公开了一种利用固体废弃物磷石膏制备石膏晶须的方法。以工业固体废弃物磷石膏为原料，首先，对磷石膏进行水洗预处理，包括水洗、离心脱水、石灰中和处理三道工序。磷石膏在反应器中加水搅拌均匀后，静置，滤出澄清液上层漂浮物，再将磷石膏缓慢搅拌得均匀料浆，离心分离，脱水、真空干燥，得到净化后的磷石膏，水洗后的废液加石灰水中和后可循环利用；其次，取适量净化后的磷石膏煅烧。其与一定比例的丙三醇与水的混合液摇匀置于管式炉内，以4℃/min升温速度，在500℃的温度条件下煅烧2小时，进行晶化反应，可得到煅烧后的半水石膏晶须。该发明采用一步法制备石膏晶须，节能环保，工艺和设备新，方法简便，技术先进，便于工业化。
【IPC分类】C30B7/08, C30B29/22, C30B29/62
【公开号】CN105088347
【申请号】CN201510470167
【发明人】高大明, 侯婷婷, 郑传阳, 江晓敏, 周杨群, 何姗然
【申请人】合肥学院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月4日