专利名称：一种硫酸钙晶须的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硫酸钙晶须的制备方法。
背景技术：
硫酸钙晶须具有优良的力学性能，良好的相容性，优良的平滑性，再生性能好，毒性低，主要用作摩擦材料、环境工程过滤材料以及用于造纸、复合材料的填充增强、浙青改性，以及提高涂料和油漆的附着力、耐温性及绝缘性。硫酸钙晶须分为无水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须、二水硫酸钙晶须3种，其中无水硫酸钙晶须强度最高，二水硫酸钙晶须在超过110°c使用时起不到晶须的增强作用，工业应用前景较小；无水及半水硫酸钙晶须则具有较高的强度和使用价值。硫酸钙晶须长径比也是一重要参数。如生产得到的硫酸钙晶须长径比太小，则不能起到增强作用，应用价值会大幅降低。目前，制备硫酸钙晶须主要是以天然石膏为原料，而天然石膏是不可再生资源，无限开采将导致天然石膏资源的枯竭，中国已开始利用工业副产品如电石渣、海水制盐卤渣、 烟气脱硫、柠檬酸渣、盐泥和磷石膏等制备硫酸钙晶须的研究。目前，造纸黑液是最严重的污染源，碱回收是治理造纸黑液污染的根本途径，但是碱回收产生的大量副产品白泥会造成二次污染。白泥是碱回收苛化反应过程中产生的沉淀物，主要含有重量份数85%的硫酸钙(CaCO3), 10%的硅酸钙(CaSiO3),及其他微量物质。白泥含有残碱，属于二次污染物，外排会造成环境污染。虽然我国学者在白泥的综合利用方面做了大量工作，如将白泥和石灰石等混合煅烧成水泥，或者将白泥制成轻质碳酸钙，但都因处理成本过高或存在技术问题没有实现大规模应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种长径比均一，长径比大，成本低，环保的硫酸钙晶须的制备方法。本发明解决所述技术问题所采用的技术方案，包括以下步骤
(1)将白泥和水按1:3— 10 (优选1 3)的重量比混合，搅拌5-10分钟(优选8分钟)，搅拌速度100-150转/分，静置8 — 12个小时(优选10小时)，过滤，取滤渣；
(2)将步骤(1)所得滤渣和8- 12倍(优选10倍)于滤渣重量的蒸馏水混合，置于搅拌容器中，搅拌，搅拌器转速45 — 90转/分(优选45转/分)，并不断喷淋稀硫酸溶液，稀硫酸溶液质量浓度为10% - 20% (优选10%)；当溶液的pH到7时，停止搅拌喷淋，搅拌喷淋时间约15-30分钟，然后过滤，得滤液；
(3)将步骤(2)所得滤液置于高压反应釜中，并加入硫酸钙晶种，用量为白泥重量的的 1% - 3% (优选1 % )，结晶温度为80°C - 180°C (优选80°C )，压力为2 Mpa — 5Mpa (优选4 Mpa),时间为2 — 4小时(优选2小时)；
(4))待结晶完毕后，滤去溶液，将晶体常温干燥2- 4小时(优选2小时)，得硫酸钙晶须。本发明利用酸碱中和理论，先将白泥中的水可溶性杂质用水溶解去掉，然后加稀硫酸，与白泥中的CaCO3和CaSiO3反应，生成的硅酸沉淀析出，碳酸在搅拌中分解成二氧化碳挥发掉，得到纯净的硫酸钙溶液。然后将硫酸钙溶液置于高压反应釜中，加入硫酸钙晶种，作为晶体生长的衬底，使晶体按衬底的预定生长方向生长，促进硫酸钙晶须的生长速率，并能提高晶须的长径比。本发明之硫酸钙晶须的制备方法，具有以下优点(1)白泥的利用属于工业污染物再利用，成本低，有利于环境保护；(2)制备过程简单，周期短，易于控制，能实现规模化生产；(3)产品长径比大，且较均一，质量稳定。本发明制得之硫酸钙晶须特别适用于橡胶、塑料及涂料的改性。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1
本实施例包括以下步骤
(1)将白泥和水按1 3的重量比混合，搅拌8分钟，搅拌速度120转/分，静置10个小时，过滤，取滤渣；
(2)将步骤(1)所得滤渣和10倍于滤渣重量的蒸馏水混合，置于搅拌容器中，搅拌，搅拌器转速45转/分，并不断的喷淋稀硫酸溶液，稀硫酸质量浓度为10% ；当溶液的pH到7 时，停止搅拌喷淋，过滤，取滤液；
(3)将步骤(2)所得滤液置于高压反应釜中，并加入硫酸钙晶种，用量为白泥重量的 1%，反应温度为80°C，反应压力为2 Mpa,反应时间为2小时；
(4 )待结晶完毕后，滤去溶液，常温干燥2小时，得硫酸钙晶须产品。所得硫酸钙晶须产品通过扫描电镜观察长径比，结果见表1。实施例2
除白泥和水按1:7的重量比混合外，其他与实施例1相同。实施例3
除晶种用量为白泥重量的2%外，其他与实施例1相同。实施例4
除步骤(3)结晶反应温度为100°C外，其他与实施例1相同。实施例5
除步骤(3)反应压力为4Mpa外，其他与实施例1相同。实施例6
除步骤(3)反应时间为3小时外，其他与实施例1相同。实施例7
除步骤(4)干燥时间为3小时外，其他与实施例1相同。表1为各实施例的产率及长径比结果，实施例5具有良好的综合性能。可根据不同的工艺条件制备不同长径比的硫酸钙晶须，以适合不同场所的运用需求。表1各实施例的产率及长径比
权利要求
1.一种硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将白泥和水按1:3- 10的重量比混合，搅拌5-10分钟，搅拌速度100-150转/分， 静置8 — 12个小时，过滤，取滤渣；(2)将步骤(1)所得滤渣和8- 12倍于滤渣重量的蒸馏水混合，置于搅拌容器中，搅拌，搅拌器转速45 — 90转/分，并不断喷淋稀硫酸溶液，所述稀硫酸溶液质量浓度为10% -20% ；当溶液的pH到7时，停止搅拌喷淋，然后过滤，得滤液；(3)将步骤(2)所得滤液置于高压反应釜中，并加入硫酸钙晶种，用量为白泥重量的的 1% - 3%，结晶温度为80°C— 180°C，压力为2 Mpa 一 5Mpa，时间为2 — 4小时；(4)待结晶完毕后，滤去溶液，将晶体常温干燥2- 4小时，得硫酸钙晶须产品。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将白泥和水按1 3的重量比混合，搅拌8分钟，搅拌速度120转/分，静置10小时，过滤，取滤渣；(2)将步骤(1)所得滤渣和10倍于滤渣重量的蒸馏水混合，置于搅拌容器中，搅拌，搅拌器转速45转/分，并不断喷淋稀硫酸溶液，稀硫酸溶液质量浓度为10% ；当溶液的pH到7 时，停止搅拌喷淋，然后过滤，得滤液；(3)将步骤(2)所得滤液置于高压反应釜中，并加入硫酸钙晶种，用量为白泥重量的的 1%，结晶温度为80°C，压力为4 Mpa,时间为2小时；(4))待结晶完毕后，滤去溶液，将晶体常温干燥2小时，得硫酸钙晶须产品。
全文摘要
一种硫酸钙晶须的制备方法，其包括以下步骤将白泥和水按1:3－10的重量比混合，搅拌5-10分钟，静置8－12个小时，过滤，得滤渣；将所得滤渣和蒸馏水混合，置于搅拌容器中搅拌，并不断喷淋稀硫酸溶液；当溶液的pH到7时，停止搅拌喷淋，然后过滤，得滤液；将所得滤液置于高压反应釜中，并加入硫酸钙晶种，结晶；待结晶完毕后，过滤，干燥，得硫酸钙晶须。本发明之硫酸钙晶须的制备方法，白泥的利用属于工业污染物再利用，成本低，有利于环境保护；制备过程简单，周期短，易于控制，能实现规模化生产；产品长径比大，且较均一；质量稳定。可用于橡胶、塑料及涂料的改性。
文档编号C30B29/62GK102230226SQ20111017576
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者付桃梅, 刘珍如, 刘立文, 宁勇, 杨志强, 鲁纪鸣 申请人:刘立文