脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法
【专利摘要】本发明涉及一种脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法，将脱硫石膏水热制备硫酸钙晶须的滤液进行收集、澄清后，取澄清液直接用于下一次反应料浆的配制，同时向反应料浆中补偿20~40wt.%的原无机媒晶剂，15~40%体积百分数的硫酸，在滤液循环次数不超过40次的条件下，以脱硫石膏为原料水热制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低，其直径分布均匀，表面结晶良好，脱硫石膏转化率也得到了提高，滤液的循环利用不仅避免了其排放对环境的污染，还减少了媒晶剂和硫酸的用量，这对环境保护和脱硫石膏制备硫酸钙晶须的生产成本的降低具有重要意义。
【专利说明】脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法，不仅避免了滤液排放对环境的污染，还降低脱硫石膏制备硫酸钙晶须的生产成本。
【背景技术】
[0002]随着环境保护的加强和高品质天然石膏采矿成本升高，利用脱硫石膏制备硫酸钙晶须已经受到科研人员的重视，对其研究也逐渐深入。
[0003]专利CN 101311337A通过调浆、水热反应、干燥、涂饰后制备了直径0.2~4um，长度15-240 um的改性硫酸钙晶须。专利CN 101994153通过过筛、制浆、水热反应、晶须表面改性、脱水、干燥后制备了直径0.5~6um,长度30~300 um,长径比15~115的改性硫酸钙晶须。专利CN 101550602A以甲基二磺酸钠、硼砂、硫酸、柠檬酸钠、氯化钙、氯化镁中的二种以上为媒晶剂，采用常压盐溶液法制备了直径l~10um，长度140~360um的硫酸钙晶须。专利CN101994153和CN 101311337A，主要以制备~改性一体化研究为目标，改性处理后的晶须主要用于有机材料中。专利CN 102605430则提供了一种脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法，但并不涉及滤液的循环利用。
[0004]综上可见，研究人员对脱硫石膏制备硫酸钙晶须方面虽做了一定的探索研究，但尚未涉及对其水热法制备硫酸钙晶须产生的滤液进行循环利用的研究。将滤液直接排放不仅污染环境，还造成试剂浪费，而所使用的分析纯试剂价格较高，不利于降低硫酸钙晶须生产成本。因此，开发一种以脱硫石膏为原料水热制备硫酸钙晶须的滤液循环利用方法，对环境保护和脱硫石膏制备硫酸钙晶须的工业化生产具有很高的社会效益和经济效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种避免滤液排放污染环境、降低生广成本、实现脱硫石骨绿色制备闻品质硫Ifef丐晶须的脱硫石骨制备硫Ifef丐晶须滤液的循环利用方法。
[0006]本发明的技术方案为:一种以脱硫石膏晶须为原料水热制备硫酸钙晶须的滤液循环利用方法，其特征在于:包括以下步骤:
步骤I)、滤液澄清:将脱硫石膏水热制备硫酸钙晶须的滤液收集后进行澄清，时间不少于24 h ；
步骤2)、配制料浆:向球磨后的料浆中加入澄清后的滤液，并调整料浆浓度至重量百分比的2~10 %，移入反应釜中；
步骤3)、试剂补偿:直接向反应釜内加入初始剂量的重量百分比20~40 %的原无机媒晶剂，加入初始用量体积百分比15~40 %的硫酸进行试剂补偿；
步骤4)、水热反应:在110~150 °C、搅拌速率为100~300 rpm的条件下反应40~120min,即保温反应40-120 min ；
步骤5)、脱水与干燥:采用离心脱水并分别收集滤液和滤饼，滤液经澄清后继续循环利用，滤饼于80~200°C干燥60~300min得到晶须。
[0007]所述的步骤3)中原无机媒晶剂为氯化铝、氯化镁、氯化铜、硫酸镁、硫酸铝中的一种或两种。
[0008]所述的步骤5)中滤液的循环利用次数在40次以内。
[0009]本发明具有如下积极效果:
通过对本发明在实施过程中制备的晶须进行用扫描电镜放大500倍和3000倍分别得到图2和图3 ;由图2和图3可知，在本发明允许的滤液循环次数内，通过试剂补偿，对脱硫石膏制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低。因此本发明以脱硫石膏为原料水热制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低，其直径分布均匀，表面结晶良好，脱硫石膏转化率也得到了提高；滤液的循环利用不仅避免了其排放对环境的污染，还减少了媒晶剂和硫酸的用量，这对环境保护和脱硫石膏制备硫酸钙晶须的生产成本的降低具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的滤液循环利用流程示意图。
[0011]图2为本发明滤液循环利用条件下制备的硫酸钙晶须放大500倍的SEM照片。
[0012]图3为本发明滤液循环利用条件下制备的硫酸钙晶须放大3000倍的SEM照片。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本发明公开了一种脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法，以脱硫石膏为原料水热制备硫酸钙晶须滤液，其特征在于:包括以下步骤:
步骤I)、将脱硫石膏水热制备硫酸钙晶须的滤液进行收集、澄清后，取澄清液直接用于下一次反应料浆的配制；同时向反应料浆中补偿无机媒晶剂和硫酸，滤液循环条件下以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须时，无机媒晶剂的补偿用量为初始用量的重量百分比20~40%，硫酸的补偿用量为初始用量体积百分比的15~40 %；
步骤2)、在其它工艺参数不变的情况下，依此对滤液进行循环利用；其中，其它工艺参数分别为:反应温度110~150°C，搅拌速率100~300 rpm，保温时间40~120 min，脱水后于80-200 °C干燥 60~300 min。
[0014]脱硫石膏水热制备硫酸钙晶须滤液收集后，澄清时间不少于24 h。
[0015]滤液循环条件下以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须时，所使用的无机媒晶剂为氯化铝、氯化镁、氯化铜、硫酸镁、硫酸铝中的一种或两种。
[0016]滤液在40次以内循环利用时，对脱硫石膏制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低。
[0017]实施例1:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环15次，补偿氯化铝初始剂量的20 wt.%、硫酸初始体积用量的30 %调节反应料浆，在120 °C、搅拌速率为300 rpm的条件下水热反应60 min后,采用离心脱水,于90 °C干燥300 min,制得晶须直径2~5 um,长径比约120。
[0018]实施例2:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环30次，补偿氯化铜初始剂量的30 wt.%、硫酸初始体积用量的15 %调节反应料浆，在130 °C、搅拌速率为300 rpm的条件下水热反应120 min后,采用离心脱水,于200 °C干燥60 min,制得晶须直径1~3 um,长径比约160。
[0019]实施例3:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环40次，补偿氯化镁初始剂量的40 wt.%、硫酸初始体积用量的40 %调节反应料浆，在130 °C、搅拌速率为200 rpm的条件下水热反应40 min后,采用离心脱水,于150 °C干燥200 min,制得晶须直径2~5 um,长径比约80。
[0020]实施例4:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环25次，补偿硫酸铝初始剂量的30 wt.%、硫酸初始体积用量的20 %调节反应料浆，在130 °C、搅拌速率为300 rpm的条件下水热反应90 min后,采用离心脱水,于90 °C干燥300 min,制得晶须直径1~8 um,长径比约100。
[0021]实施例5:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环35次，补偿硫酸镁初始剂量的35 wt.%、硫酸初始体积用量的15 %调节反应料浆，在150 °C、搅拌速率为150 rpm的条件下水热反应60 min后，采用离心脱水，于120 °C干燥250 min，制得晶须直径1~5 um，长径比约120。
[0022]实施例6:将脱硫石膏进行高能球磨，利用前一次反应结束后收集的滤液，澄清后配制新的反应料浆并移入反应釜中，在滤液循环20次，补偿氯化铜、硫酸镁初始剂量的20wt.%、硫酸初始体积用量的25 %调节反应料浆，在130 °C、搅拌速率为200 rpm的条件下水热反应60 min后,采用离心脱水,于160 °C干燥200 min,制得晶须直径1~5 um,长径比约 160。
[0023]对通过上述实施例制备的晶须，用扫描电镜放大500倍和3000倍分别得到图2和图3 ;由图2和图3可知，在本发明允许的滤液循环次数内，通过试剂补偿，对脱硫石膏制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低。
【权利要求】
1.一种脱硫石骨制备硫fef丐晶须滤液的循环利用方法，以脱硫石骨为原料水热制备硫酸钙晶须滤液，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I)、滤液澄清:将脱硫石膏水热制备硫酸钙晶须的滤液收集后进行澄清，时间不少于24 h ； 步骤2)、配制料浆:向球磨后的料浆中加入澄清后的滤液，并调整料浆浓度至重量百分比的2~10 %，移入反应釜中； 步骤3)、试剂补偿:直接向反应釜内加入初始剂量的重量百分比20~40 %的无机媒晶齐U，加入初始用量体积百分比15~40 %的硫酸进行试剂补偿； 步骤4)、水热反应:在110~150 °C、搅拌速率为100~300 rpm的条件下反应40~120min ； 步骤5)、脱水与干燥:采用离心脱水并分别收集滤液和滤饼，滤液经澄清后继续循环利用，滤饼于80~200°C干燥60~300min得到晶须。
2.根据权利要求书I所述的脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法，其特征在于:滤液循环条件下以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须时，所使用的无机媒晶剂为氯化铝、氯化镁、氯化铜、硫酸镁、硫酸铝中的一种或两种。
3.根据权利要求书I所述的脱硫石膏制备硫酸钙晶须滤液的循环利用方法，其特征在于:滤液在40次以内循环利用时，对脱硫石膏制备的硫酸钙晶须品质没有明显降低。
【文档编号】C30B7/10GK104499041SQ201510019617
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月15日 优先权日:2015年1月15日
【发明者】杨留栓, 汪潇, 金彪, 杨旭, 张小婷, 丁凌凌 申请人:河南城建学院