本发明涉及一种燃料废气合成钙基晶须复合补强剂及其制备方法。
背景技术
传统的无机补强材料都是由天然矿物原料通过粉碎煅烧、氧化还原及各种化工合成，这样既浪费资源；又造成大量水土流失，还会产生大量的废气、污水污染，对环境造成危害；同时，其生产成本相对较高。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足。提供一种燃料废气合成钙基晶须复合补强剂及其制备方法。该补强剂取材容易，制备成本低，其制备方法简单、环保。
本发明技术方案：其燃料废气合成钙基晶须复合补强剂包括如下质量组分原料：二氧化硫5-20%、三氧化硫5-15%、氧气10-45%、二氧化碳15-35%、二氧化硅5-10%、氢氧化钙10-20%、晶型控制剂0.1-2%，分散剂0.5-1%、适量水。
其原料组份质量配比为：二氧化硫10%、三氧化硫10%、氧气30%、二氧化碳24%、粉尘二氧化硅10%、氢氧化钙15%、晶型控制剂0.5%、和分散剂0.5%。
所述二氧化硫、三氧化硫和二氧化碳由燃煤废气形成，所述二氧化硅由燃煤废气中的粉尘形成。
燃料废气合成钙基晶须复合补强剂的制备方法包括如下步骤：
（1）、对燃煤废气进行相应的洗涤分离净化处理得到含有相应组份so2、so3、co2、o2的混合气体原料，以及由包括洗涤液洗涤分离净化后形成的悬浮液原料；
（2）、对包括so2、so3、co2、o2的混合气体原料进行相应的组份质量配比；
（3）、将相应质量比例的悬浮液原料、晶型控制剂、分散剂和氢氧化钙混合搅拌制得浓度为6-20波美度的混和溶液物料；
（4）、将所述混合气体原料与混和溶液物料于反应塔中进行化合反应生成悬浊液，经脱水烘焙即制得本发明的产品。
将所述悬浊液经脱水分离得到的液体副产物回收引入（1）步骤中作为制备混合气体原料的洗涤净化处理用的洗涤用水，形成循环利用。
所述悬浊液脱水后的含水量为25-30%，脱水后烘焙的温度为120-280oc。
本发明的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂及其制备方法，利用燃煤产生的废气作为原料。其自身制备无环境污染问题，既可节省原料成本，同时又治理了其他行业生产产生的环境污染，既具有很好的经济效益，又获得了很好的社会效益，而且产品品质好成本低。具有极强的推广使用价值。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的技术方案，藉由以下实施例对本发明作进一步说明。
本发明的燃煤废气合成钙基晶须复合补强剂原料组成为氢氧化钙ca(oh)与燃煤废气，其具体包括如下质量配比的原料组份：二氧化硫（so2）5-20%、三氧化硫（so3）5-15%、氧气（o2）10-45%、二氧化碳（co2）15-35%、二氧化硅（sio2)5-10%、氢氧化钙（ca(oh)2）10-20%、晶型控制剂0.1-2%、分散剂0.5-1%、适量清水。
其中：二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳均直接由燃煤废气经相应的洗涤净化处理得到，氧气洗涤分离净化处理工序的风机吸得，而其二氧化硅直接由燃煤废气中的粉尘经相应的洗涤净化处理获得（如悬浮液原料）。
其燃煤废气合成钙基晶须复合补强剂通过下述工艺方法制备而成：
（1）、对燃煤废气以空气作为输送介质（风机）、使用相关设备进行相应的水雾洗涤分离净化（或包括其他非有用成份物质如co等随水蒸汽排入大气）得到含有相应组份so2、so3、co2、o2的混合气体原料，以及由包括洗涤液（如洗涤用清水）洗涤分离净化后形成的悬浮液原料；
（2）、对混合气体原料中包括so2、so3、o2、co2的原料组分进行相应的比例调配；
（3）、将相应质量比例的悬浮液原料、晶型控制剂、分散剂和氢氧化钙混合搅拌制得浓度为6-20波美度的混和溶液物料；
（4）、将所述混合气体原料与混和溶液物料于反应塔中进行化合反应生成悬浊液，经脱水即制得固态钙基晶须复合补强剂再经脱水烘焙等制得本发明的产品成品；
其混合气体原料与混和溶液物料在反应塔中，其悬浊液为ph=7时，终止反应而得到。
其制备工艺方法还包括：将所述悬浊液中经脱水分离得到的液体副产物回收引入（1）步骤中作为制备混合气体原料的洗涤净化处理用的洗涤用水，进行循环利用。
本发明燃煤废气合成钙基晶须复合补强剂的实施例1：
本例中其由如下质量百分比的原料构成：二氧化硫10%、三氧化硫10%、氧气30%、二氧化碳24%、粉尘二氧化硅10%、氢氧化钙15%、晶型控制剂0.5%、分散剂0.5%、适量水。
本发明燃煤废气合成钙基晶须复合补强剂的实施例2：
其由如下质量百分比的原料构成：二氧化硫5%、三氧化硫2%、氧气28%、二氧化碳24%、粉尘二氧化硅10%、氢氧化钙30%、晶型控制剂0.5%、分散剂0.5%、适量水。
本发明的燃煤废气合成钙基晶须复合补强剂具体制备方法实施例1：其具体制备工艺步骤包括：
（a）、将燃煤废气以负压引风方式送往相关除尘净化处理设备，进行水雾洗涤分离净化，得到包括so2、so3、co2、o2等组份的混合气体原料，以及由洗涤净化处理的洗涤液等形成的悬浮液原料；
（b）、对混合气体原料so2、so3、co2、o2、co3等进行进行包括除焦油等的进一步处理，并对各原料组份进行相应的质量配比；
（c）、将相应质量比例的悬浮液原料经150-250目过滤后的滤液导入调浆池进行充分搅拌，之后将晶型控制剂和分散剂导入调浆池中与悬浮液原料混合，并经相应的搅拌器以60-100转/分钟的搅拌速度进行搅拌充分混合；
（d）、将相应质量比例的氢氧化钙投入调浆池与步骤（c）中的悬浮液原料、晶型控制剂和分散剂等物料进行搅拌充分混合制得浓度为6-20波美度的混和溶液物料；
（e）、将(d)步骤制得的混和溶液物料、以及（b）步骤中经配备的混合气体原料分别送往反应塔进行连琐反应，其混合气体原料自反应塔的底部的分布装置使气体均匀分布自下而上与反应塔内的混和溶液物料进行相应的化合反应生成悬浊液等，将该反应生成的悬浊液送往离心机等脱水设备进行脱水得到固态产物，最后用相应的烘焙设备对该固态产物进行120-280oc烘焙、及200目风力过筛解聚，即得到本发明的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂。
其脱水后的固态物的含水量控制在25-30%。其烘焙后得到的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂的含水量小于或等于0.025%。基本不含结晶水。
在（e）步骤中，其混合气体原料与混和溶液物料反应中，其悬浊液为反应物的ph=7时终止反应而得到。即混合气体原料与混和溶液物料反应的终点为：ph=7；即生成本发明的产品的悬浊液。其反应式包括：
反应式一：
so2+h2o→h2so3
ca(oh)2＋co2→caco3↓＋h2o
h2so3+caso3→caso3+co2+h2o
2caso3+o2→2caso4
反应式二：
ca(oh)2+so3→caso4+h2o
反应式三：
so3＋h2o→h2so4
ca(oh)2＋h2so4→caso4+2h2o
反应式四：
其反应生成物复合体为：caso4.caco3.sio2。
（f）、将（e）步骤中从悬浊液中分离出的液体物料作为液体副产物，引入（a）步骤中与洗涤用的清水进行汇合对燃煤废气进行水雾洗涤分离净化处理，实现循环利用。
其产品性状检验结果如表一：
表一
应用对比试验一。实验配方见表2（以生产pp产品为例，以常规方法生产）：其对比例使用硅灰石纤维增强剂，本发明实验例使用实施例1的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂。对比结果见表3。
表2
表3
由表3可以看到：使用本发明的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂比使用硅灰石纤维增强剂生产的pp复合材料的综合性能有所提高。
应用对比试二。其实验配方见表4（以生产pvc排水管产品为例，以常规方法生产）：其对比例使用活性轻质炭酸钙，本发明实验例使用实施例1的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂。实验对比结果见表5。
表4
表5
由表5可以看出：使用本发明的燃料废气合成钙基晶须复合补强剂取代活性轻质炭酸钙作填充料生产的pvc排水管，其拉伸强度、抗冲击强度、硬度和热变形性能等有所提高，其相对可以降低生产成本。本发明燃料废气合成钙基晶须复合补强剂可用于塑料、橡胶、建筑材料等化工合成领域。