专利名称：脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法
技术领域：
本发明涉及一种由脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法。
背景技术：
由于我国煤炭资源丰富，而电力供应中火力发电又占有很大比重，这造成大量固体废弃物——脱硫石膏的排放和堆积。据统计，截至2011年我国脱硫石膏排放量已超过7000万吨。仅申请单位所在省陕西年排脱硫石膏约100万吨，堆存量超过1000万吨，这些堆积的脱硫石膏不仅占用大量土地，还严重污染周围环境。随着我国对循环经济和可持续发展经济的日益重视，如何利用工业固体废弃物制 备各种高附加值新型材料已受到各级政府的高度重视如国家发改委发布了《“十一五”资源综合利用指导意见》，该意见明确以排放量大、存放量大、资源化潜力大的固体废弃物的高效利用为资源综合利用重点发展领域。各省、市也分别制定了工业固体废弃物综合利用的相关政策，均把发展节能利废的新材料、新工艺纳入国民经济和社会发展规划，以鼓励利用以各种工业废渣为原料开发生产高附加值的新型材料。鉴于我国脱硫石膏的综合利用刚刚起步，人们对其高附加值利用和市场竞争力认识也普遍不足，目前的研究多将脱硫石膏用来制备石膏板等低附加值的建筑材料。硫酸钙单晶是石膏的一种高附加值产品，但国内硫酸钙晶须的生产原料多以优质生石膏为原料。其中无水硫酸钙晶须的生产成本过高(需在600°C左右高温条件下煅烧)，而低温生产的半水硫酸钙晶须在潮湿环境中易水化导致其应用受限。而已有专利中仅利用脱硫石膏制备硫酸钙晶须，对其它形貌的半水硫酸钙单晶鲜见报导，对脱硫石膏中的漂珠回收也未见报导。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是—种利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，包括如下步骤a.先将脱硫石膏进行筛分得到筛下产物漂珠；b.在所得筛上产物中加入硫酸溶解筛上产物中的酸溶物，然后清洗沉淀物，再通过离心分离，获得二水硫酸钙；C.将二水硫酸钙配置成质量浓度为5%的悬浮液置于反应釜内，然后加入晶形控制剂进行水热反应，获得不同形貌的半水硫酸钙悬浮液；d.将所得半水硫酸钙悬浮液进行过滤和烘干，获得不同形貌的半水硫酸钙单晶。所述步骤a中筛分具体是采用目数为1600目的细筛进行湿筛，并将筛下产物过滤和干燥。
所述步骤b中加入硫酸常温反应30min后，再进行离心。所述步骤c中晶形控制剂为柠檬酸，加入量为二水硫酸钙质量的O. 02 O. 1%。当柠檬酸加入量为O. 025%，反应时间20min，反应温度为60°C、80°C和130°C时，可分别得到板状、板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。当柠檬酸加入量为O. 025%，反应温度为115°C，反应时间为5min、10min、20min时，可分别得到板状、板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。当柠檬酸加入量为O. 025%，反应时间20min，反应温度为115°C，二水硫酸钙悬浮液浓度为O. 255%和5%时，可分别得到板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。所述步骤c中水热反应的条件是反应温度60 130°C、反应时间5 20min。所述脱硫石膏的主要成分为Ca033.23%, Si025. 18%, Α12032· 86%, C2. 08%，其余为杂质，以上百分数为重量百分比。与现有技术相比，本发明的优点是综合利用率较高，可实现对脱硫石膏中的漂珠及硫酸钙的综合回收，其中漂珠的回收率大于98%，而硫酸钙的回收率不低于99%。此外，所得半水硫酸钙单晶形貌包括板状及纤维状，可满足不同材料对增强组元形貌的要求。
图1是本发明实施例中制得漂珠的电镜图。
图2是本发明实施例中制得板状-纤维状半水硫酸钙单晶的电镜图 图3是本发明实施例中制得板状半水硫酸钙单晶的电镜图。
图4是本发明实施例中制得纤维状半水硫酸钙单晶的电镜图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏采用目数为1600目的细筛进行湿筛，然后将筛下产物过滤和干燥，获得漂珠20g。将多次湿筛后获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 020%，相对于二水硫酸钙质量)，加温至115°C，反应20分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得纤维状半水硫酸钙单晶500g。实施例2脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 050 %，相对于二水硫酸钙质量)，加温至115°C，反应20分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得板状和纤维状半水硫酸钙单晶500g。实施例3脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 10 %，相对于二水硫酸钙质量)，加温至115°C，反应20分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得板状半水硫酸钙单晶500g。实施例4脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 025 %，相对于二水硫酸钙质量)，加温至60°C，反应20分钟，并进 行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得板状半水硫酸钙单晶500g。实施例5脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 025 %，相对于二水硫酸钙质量)，加温至80°C，反应20分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得板状和纤维状半水硫酸钙单晶500g。实施例6脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 025%,相对于二水硫酸钙质量)，加温至130°C，反应20分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得纤维状半水硫酸钙单晶500g。实施例7脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为10%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 025%，相对于二水硫酸钙质量)，加温至115°C，反应5分钟，并进行过滤，干燥(100°C下)30分钟。获得颗粒状半水硫酸钙单晶500g。实施例8脱硫石膏的组成为Ca033. 23重量％，Si025. 18重量％，Α12032· 86重量％，C2. 08重量％。取500g脱硫石膏，先将脱硫石膏进行筛分分离，获得漂珠20g。将多次湿筛获得的筛上产物500g放入容器内，使用硫酸进行酸浸和清洗，通过离心分离，获得536g 二水硫酸钙。再将获得的二水硫酸钙500g配成悬浮液(质量浓度为2. 5%)置入反应釜内，加入晶形控制剂柠檬酸(添加量为O. 025%，相对于二水硫酸钙质量)，加温至115°C，反应5分钟，并进行过滤，干燥(100°c下)30分钟。获得纤维状半水硫酸钙单晶500g。上述实施例中所得漂珠的电镜照片如图1所示，其形貌为空心球状，密度为O. 42 — O. 72g/cm3。利用本发明的方法，分别通过控制晶形控制剂的加入量、反应时间、反应温度以及二水硫酸钙悬浮液浓度，均可实现制备不同形貌的半水硫酸钙单晶。上述实施例中所得板状-纤维状半水硫酸钙单晶的电镜照片如图2所示，板状半 水硫酸钙单晶的电镜照片如图3所示，纤维状半水硫酸钙单晶的电镜照片如图4所示。各种形貌半水硫酸钙单晶密度为2. 90 - 3. 2g/cm3。
权利要求
1.一种利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，包括如下步骤 a.先将脱硫石膏进行筛分得到筛下产物漂珠； b.在所得筛上产物中加入硫酸溶解筛上产物中的酸溶物，然后清洗沉淀物，再通过离心分离，获得二水硫酸钙； c.将二水硫酸钙配置成质量浓度为5%的悬浮液置于反应釜内，然后加入晶形控制剂进行水热反应，获得不同形貌的半水硫酸钙悬浮液； d.将所得半水硫酸钙悬浮液进行过滤和烘干，获得不同形貌的半水硫酸钙单晶。
2.根据权利要求1所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，所述步骤a中筛分具体是采用目数为1600目的细筛进行湿筛，并将筛下产物过滤和干燥。
3.根据权利要求1所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，所述步骤b中加入硫酸常温反应30min后，再进行离心。
4.根据权利要求1所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，所述步骤c中晶形控制剂为柠檬酸，加入量为二水硫酸钙质量的0. 02 0.1%。
5.根据权利要求4所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，当柠檬酸加入量为0. 025%，反应时间20min，反应温度为60°C、80°C和130°C时，可分别得到板状、板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。
6.根据权利要求4所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，当柠檬酸加入量为0. 025%，反应温度为115°C，反应时间为5min、10min、20min时，可分别得到板状、板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。
7.根据权利要求4所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，当柠檬酸加入量为0. 025%，反应时间20min，反应温度为115°C，二水硫酸钙悬浮液浓度为0. 255%和5%时，可分别得到板状/纤维状、纤维状的半水硫酸钙单晶。
8.根据权利要求1所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，所述步骤c中水热反应的条件是反应温度60 130°C、反应时间5 20mino
9.根据权利要求1所述利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，其特征在于，所述脱硫石膏的主要成分为Ca033. 23%, Si025. 18%, Al2032. 86 %,C2. 08%，其余为杂质，以上百分数为重量百分比。
全文摘要
一种利用脱硫石膏回收漂珠及制备不同形貌半水硫酸钙单晶的方法，先将脱硫石膏进行筛分即可得到筛下产物漂珠；然后筛上产物中加入硫酸溶解筛上产物中的酸溶物，清洗沉淀物，再通过离心分离，获得二水硫酸钙；接着将二水硫酸钙配置成质量浓度为5％的悬浮液置于反应釜内，加入晶形控制剂进行水热反应，获得不同形貌的半水硫酸钙悬浮液；最后将所得半水硫酸钙悬浮液进行过滤和烘干，获得不同形貌的半水硫酸钙单晶，本发明可实现对脱硫石膏中的漂珠及硫酸钙的综合回收，其中漂珠的回收率大于98％，而硫酸钙的回收率不低于99％，此外，所得半水硫酸钙单晶形貌包括板状及纤维状，可满足不同材料对增强组元形貌的要求。
文档编号C30B7/10GK102995102SQ20121048453
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者王宇斌, 何廷树, 陈畅, 吴常平, 王花, 张威, 余乐 申请人:西安建筑科技大学