转晶剂对磷石膏制备无水硫酸钙影响的研究

磷石膏(PG)产生量大、资源化利用困难,严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值,以除杂后的PG为原料,以NaCl和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为转晶剂,采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO_(4)。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等分析方法研究转晶剂对无水CaSO_(4)制备的影响。结果表明:当NaCl质量分数为15%、EDTA-2Na质量分数为0.5%时,PG结晶水脱水时间由120 min缩短至40 min,脱水效果显著;同时,无水CaSO_(4)晶体粒度分布均匀,颗粒表面完整,D_(50)为5.26μm,白度值为92.5%,P_(2)O_(5)质量分数仅为0.045%。这主要是因为非晶格Na^(+)降低了体系中水的活度,促进PG脱水转晶及杂质脱除;EDTA-2Na中羧基基团与石膏晶体表面的Ca^(2+)发生配位形成的配位离子层可调控无水CaSO_(4)晶体生长,修饰晶面。

转晶剂对不同工业石膏制备α-半水石膏的影响

磷石膏和脱硫石膏是堆存量最大的工业固废石膏,将其转化为半水石膏作为建筑胶凝材料是最主要的资源化利用途径。采用蒸压法制备α-半水石膏,以磷石膏和脱硫石膏为原料,天然石膏作为对照组,探究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、硫酸铝[Al_(2)(SO_(4))_(3)]、复合转晶剂CM(硫酸铝、柠檬酸钠)对α-半水石膏晶体形貌的调控作用及其强度的影响。结果表明,于135℃下蒸压5 h,3种石膏均能稳定制备α-半水石膏,3种转晶剂对于半水石膏物相组成无影响,同时0.4%(质量分数)CM能够有效降低晶体的长径比;通过t检验法检测,转晶剂对脱硫石膏、天然石膏制备的α-半水石膏的抗压强度有显著性增强作用,α-半水石膏的抗压强度增加2倍以上,分别为13.59 MPa和17.45 MPa。而转晶剂对以磷石膏为原料制备的α-半水石膏的强度没有明显作用。脱硫石膏和天然石膏在0.4%CM的调控下晶体长径比降低,抗压、抗折强度显著提升,而磷石膏由于其杂质影响,转晶剂的作用效果不明显,研究结果可为工业石膏的工业化生产提供一定的理论指导。

复合转晶剂对建筑石膏性能的影响

脱硫石膏(FGD gypsum)作为一种固废,可经过高温煅烧制备建筑石膏,实现固废资源化利用。以脱硫石膏为原料,氧化钙和硫酸铝为复合转晶剂,在170℃下煅烧2 h制备建筑石膏,研究复合转晶剂的复合比例及掺量对建筑石膏力学性能的影响,并揭示其复合转晶机理。结果表明,当复合转晶剂掺量为1%(质量分数)、氧化钙和硫酸铝复合比例为1∶1(质量比)时,制备的建筑石膏力学性能最佳。水化后石膏块体致密性良好,水化产物呈相互交错的短柱状或纤维状。建筑石膏的2 h抗折和抗压强度分别为3.6和9.7 MPa,绝干抗折和抗压强度分别为6.8和23.5 MPa,满足《建筑石膏》(GB/T 9776—2022)中3.0级建筑石膏的要求。

pH值对复合转晶剂制备脱硫建筑石膏性能的影响

脱硫石膏经煅烧工艺制备建筑石膏,不仅可以实现资源循环再利用产生经济效益,而且可以减少环境污染,创造适宜环境条件。采用热电厂的脱硫石膏为主要原料,酒石酸钾钠和硫酸铝为复合转晶剂,添加CaO调节体系的pH值,研究pH值对复合转晶剂制备的建筑石膏的浆体性能、力学性能的影响,结合水化产物形貌的变化,进一步揭示pH值对建筑石膏的调控机理。实验结果表明,在pH=12时,脱硫石膏中掺入0.03 wt%酒石酸钾钠与0.3 wt%硫酸铝,经170益煅烧2 h后,室外陈化1 d,密封陈化3 d,制备的建筑石膏性能最好。此时建筑石膏初凝和终凝时间分别为13.5 min和16.5 min,2h抗折和抗压强度分别为3.35 MPa和10.40 MPa,满足国家标准建筑石膏3.0等级。

转晶剂对动态水热法制备α-半水石膏的影响

使用脱硫石膏作为原材料,利用动态水热法制备α-半水石膏,通过改变有机酸和无机盐转晶剂的种类和掺量,测定试样的微观晶体形貌,从而分析不同种转晶剂种类及掺量对动态水热法制备α-半水石膏晶体形貌的影响。结果表明,采用脱硫石膏作为原材料,利用动态水热法制备α-半水石膏的时候,有机酸转晶剂的转晶效果优于无机盐转晶剂的转晶效果,另外无机盐转晶剂中起转晶效果的是金属阳离子,而不是硫酸根,并且金属阳离子转晶效果为M^(3+)>M^(2+)>M^(1+)。

转晶剂对脱硫石膏制备α-半水石膏形貌及强度的影响

目的探讨脱硫石膏浆体制备α-半水石膏时转晶剂对其形貌及强度的影响.方法采用高温蒸压法,在升温时间为75 m in、蒸压温度为120℃的条件下水热处理掺有转晶剂的脱硫石膏浆体制得α-半水石膏晶体,采用体视显微镜观测晶体的形貌特征、wΑ-Y300电子液压机测试抗压强度.结果脱硫石膏浆体采用单一转晶剂质量分数0.075%～1%硫酸铝钾效果较好,制得α-半水石膏晶体呈长柱状,抗压强度16.8 MPa;复合转晶剂硫酸铝钾掺量1.8%左右,柠檬酸钠掺量0.08%左右时效果最佳,α-半水石膏晶体呈短柱状,抗压强度30.2 MPa.结论单一转晶剂对α-半水石膏晶体抗压强度的影响并不显著,其中硫酸铝钾效果较为明显,而复合转晶剂对抗压强度提高影响显著,硫酸铝钾与柠檬酸钠作用下抗压强度最高.

转晶剂、晶种和分散剂对α半水石膏晶体粒度、形貌的影响

以二水石膏分析纯试剂为原料,采用加压水溶液法.探讨了复合转晶剂、晶种、分散剂对α半水石膏晶体粒度、形貌的影响。试验结果表明,添加硫酸铝与酒石酸钠钾复合转晶剂,对制备短柱状α型半水石膏晶体有利;添加晶种,可进一步增大晶体的粒度;添加分散剂,可降低长径比、缩小粒度分布的范围。

磷石膏制备α型高强石膏转晶剂的研究

转晶剂是磷石膏制备α型高强石膏的重要影响因素。从α型高强石膏的力学性能及晶体形貌方面研究转晶剂对磷石膏脱水转化成α型高强石膏的作用效果及其晶形控制作用机理。结果表明,复合转晶剂效果最好,当掺入0.03%硫酸铝与0.1%明胶时,能得到长径比约为2∶1的六方柱状晶体,抗压强度31.2 MPa。

常压盐溶液法制备α-半水石膏转晶剂的研究

转晶剂是常压盐溶液法制备α-半水脱硫石膏的关键因素之一。从晶体形貌、脱水速率、液相离子浓度等多个角度考察了各类转晶剂对α-半水脱硫石膏的影响规律及其作用机理。结果表明,多元有机酸类转晶剂的效果最显著,在适宜掺量下,可以获得长径比接近1∶1的理想短柱状晶体。

有机转晶剂对常压盐溶液法制备的α-半水石膏晶体形态的影响

以山东华能电厂烟气脱硫石膏为原料,采用常压盐溶液法制备α-半水石膏(α-HH)。分别以己二酸、柠檬酸、EDTA、丁二酸、草酸为转晶剂,考察其对合成α-HH晶体形态的影响。结果表明,当盐溶液浓度为20%、料浆浓度为20%、p H值为自然p H、反应温度为95℃、反应时间为3 h时,5种有机酸转晶剂对α-HH晶体形态均有影响;但以己二酸、柠檬酸、草酸为转晶剂时,获得的α-HH晶体形态均不理想;添加0.04%的丁二酸或0.07%的EDTA时,获得的产品较佳。XRD分析结果验证了获得的产品为α-HH,TEM分析表明,添加0.04%的丁二酸时获得的α-HH晶体质量较添加0.07%的EDTA时的晶体质量好。

复合转晶剂对磷建筑石膏晶体转晶影响的叠加效应研究

为了研究复合转晶剂对磷建筑石膏晶体转晶效果的影响,选用酒石酸钾钠、醋酸镁、硫酸铝、硫酸铝钾4种转晶剂,通过单掺、复掺的方式与磷建筑石膏相互作用,从吸附能、失电子能力、表面能的角度,利用吸附模型分析了转晶作用机理。结果表明:酒石酸钾钠的调晶效果优于醋酸镁;硫酸铝钾的调晶效果优于硫酸铝;当硫酸铝掺0. 15%、酒石酸钾钠掺0. 03%二者协同作用于磷建筑石膏中时,试块抗压、抗折强度最大,分别为22. 31 MPa和6. 44 MPa。转晶剂复合作用时,硫酸铝较硫酸铝钾可以提供更多的Al^(3+),有助于羧基间距更大的酒石酸钾钠同时与Ca^(2+)和Al^(3+)吸附配位,形成网状络合有机大分子,使晶面的稳定性提高,减缓了晶体在C轴的生长速度。

转晶剂对Na_(2)SO_(4)-乙二醇水体系中磷石膏制备的α-半水石膏晶体形貌的影响

晶体形貌对α-半水石膏的性能产生较大影响,因此制备晶体形貌良好的α-半水石膏在工业中非常重要。本试验采用常压盐溶液与醇溶液相结合的方法,以磷石膏为原料制备α-半水石膏,研究了不同转晶剂对α-半水石膏晶体形貌及其水化硬化强度的影响。结果表明:相对于盐类,有机酸类转晶剂对α-半水石膏晶体形貌的调控效果较好,其中马来酸调控作用最好。马来酸浓度从0%增加到0.2%时,α-半水石膏的长径比从10.4降到2.0,其抗压/抗折强度分别由12.9/4.8 MPa增加到35.6/9.7 MPa。

转晶剂对磷石膏制备α半水石膏影响的研究

转晶剂是磷石膏制备α半水石膏的重要影响因素。利用固体废弃物磷石膏制备高强α半水石膏,实验采用了半干法的工艺,研究了不同转晶剂单掺和复掺对高强α半水石膏晶粒的生长及其水化硬化后力学强度的影响,通过扫描电镜(SEM)分析了高强α半水石膏内部晶粒生长情况和水化后结晶情况。实验结果显示:单一转晶剂对α半水石膏的力学性能影响并不显著,相对来说柠檬酸钠的影响较为明显。而转晶剂复掺效果最好,当掺入的柠檬酸钠与硫酸铝的比例为1∶1,掺量各为0.06%时,得到的晶粒完整,水化硬化后试块的抗折强度为6.7 MPa,抗压强度为25.65 MPa。

转晶剂与蒸压参数对磷石膏制备α半水石膏的影响

以经盐溶液预处理的磷石膏为原料,以乙二胺四乙酸(EDTA)和顺丁烯二酸酐为复合转晶剂,采用蒸压法制备α半水石膏。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析研究了复合转晶剂掺量、pH、蒸压温度对生成α半水石膏的晶体形貌、物相组成的影响。研究结果表明,复合转晶剂中EDTA的最佳掺量(质量分数)为0.4%、顺丁烯二酸酐的最佳掺量(质量分数)为0.3%,溶液最佳pH为7.5,最佳蒸压温度为140℃。在此条件下制得的α半水石膏结晶形态最好,呈短柱状,长径比接近1∶1。

磷石膏常压水盐法制备高强石膏转晶剂探究

利用化工磷石膏制备高强石膏,通过设定不同的实验条件来考察盐溶液浓度、转晶剂对生成的高强石膏的晶体形貌的影响,探讨最优的水热合成方案。在水热条件下,磷石膏中的二水石膏通过溶解-再结晶的方式生成半水石膏,在没有任何转晶剂加入的条件下,最终会生成针状的半水石膏晶体。转晶剂会选择性地吸附在半水石膏的(111)晶面上,降低该晶面能,削弱该晶面在C轴的生长速率,改变半水石膏的晶体生长习性和形貌,获得短柱状的半水石膏晶体。实验结果表明:在磷石膏浓度20%、加热时间2h、Na Cl浓度12%、丁二酸浓度0.05%的条件下,获得高强石膏晶体的长径比为2∶1至3∶1,晶型为最优。

磷石膏关于转晶剂与转晶机理的综述

主要对制备α半水石膏的磷石膏在反应过程中所使用的的四大种转晶剂、脱水过程与转晶机理进行综述。发现有机酸转晶剂、无机盐转晶剂、大分子转晶剂、表面活性剂这四类转晶剂对半水石膏晶体的产生与生长过程中造成影响。

用脱硫石膏制备高强石膏粉的转晶剂

半水石膏在没有外界因素干扰的情况下通常自由生长成针状晶体。为改变半水石膏晶体生长习性,获得短柱状的晶体,一般在溶液中加入改变晶体生长习性的转晶剂,转晶剂对高强石膏晶体的形成具有一定的诱导作用。综合利用"水溶液法"和"蒸汽加压法"形成了具有特色的"汽液结合法"工艺制备α型半水石膏,通过添加不同种类、不同数量的转晶剂来观察并研究探讨石膏晶体的形成结构以及抗压性能。结果表明:复合掺加0.04%硫酸铝和0.08%磺化三聚氢胺(F10)的效果最好,抗压强度可以提高33.21%。

磷石膏浮选-常压盐溶液转晶制备α-半水石膏

为了实现磷石膏的高值化利用,以湖北某地磷石膏为原料,采用泡沫浮选-常压Na2SO4溶液转晶法制备α-半水石膏。结合SEM-EDS、XRF、XRD、FT-IR、TG-DSC、白度测试与力学强度分析等手段表征产物形貌、组成与力学性能。结果表明:产物尺寸均匀、长径比为1.50±0.271;产物建材白度为84.6%,纯度高于95%;原料中大部分Si、F和P类杂质得以脱除,达到磷石膏用于石膏建材原料GB/T 23456—2018《磷石膏》中的I级磷石膏要求;转晶产物烘干抗压强度、2 h抗折强度分别高于36.3、7.7 MPa,满足相关国家标准与行业标准对高强石膏力学强度等级的要求。实验证明该工艺可以制备出高白度、高纯度和高强度的α-半水石膏,实现了磷石膏的无害化与资源化。

工业副产石膏制备高强石膏的方法及其应用技术

本文论述了高强石膏的制备方法,从高强石膏传统的制备工艺入手,分析了蒸压法(饱和蒸汽法)、常压盐/酸溶液法和加压盐/酸溶液法的优点及缺点,阐释了在高强石膏的制备过程中转晶剂的应用以及优化颗粒级配对提高α-半水石膏性能的重要性,论述了高强石膏的技术要求。在建材、模具铸造、航空航天、医疗以及美术制品等领域,高强石膏有非常广泛的应用,介绍了其出众的性能,最后讨论了水膏比对高强石膏硬化浆体强度的影响,以及高强石膏制品耐水性差的原因和解决方法。

磷石膏制备α型高强石膏及其转化过程研究

以磷石膏为原料制备α型高强石膏,通过正交试验考察蒸压温度、蒸压时间、料浆含水量及堆料厚度对α型高强石膏的2 h抗折强度及干抗压强度的影响,探讨了磷石膏转化成α型半水石膏的过程.结果表明:在蒸压温度130℃,蒸压时间6 h,料浆含水量30%(质量分数),堆料厚度15 mm以及0.13%(质量分数)转晶剂的条件下,可制得强度指标为α30的高强石膏;在蒸压条件下,磷石膏中二水硫酸钙通过溶解析晶的方式转化成α型半水石膏晶核,在没有任何外加剂作用时,晶核最终转化成针状晶体;转晶剂可以减缓晶核在c轴方向上的生长速度,使各个方向的生长速率接近平衡,产物呈六方短柱状,同时转晶剂可以改善产物的结晶度.