硫酸钙晶须项目调研

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1、硫酸钙晶须调研报告一、硫酸钙晶须的研发现状硫酸钙晶须的研究工作开始于20世纪70年代，1975年日本某陶瓷研究所首先对硫酸钙晶须展开了正式的研究，其目的主要是实现生石膏的有效利用：提高石膏产量、排除过剩副产品。到1987年为止，日本己经建成了月产量20万吨的硫酸钙晶须生产中试成套设备，生产出了各种型号的晶须产品，成为20世纪80年硫酸钙晶须产业起步发展的中坚力量。然而，国外（诸如日本、美国、德国等）对硫酸钙晶须的开发仍处于中试阶段，尚未形成工业化大规模生产。有如下几方面原因：1、欧美等地区的石膏资源贫乏，原料不足，采用废石膏则会影响晶须产品的质量；2、硫酸钙晶须生长的影响因素较多，反

2、应条件、生长形貌控制困难；3、制备复合材料时，晶须的改性工艺、添加工艺等研究进展缓慢，应用受限。20世纪90年代初，我国开始了针对硫酸钙晶须制备及改性工艺方面的研究工作。目前，国内从事硫酸钙晶须产品应用研究的科研院校主要有：中科院化工冶金研究所、中科院青海盐湖所、东北大学、北京化工大学、武汉工业大学、广东工业大学及部分生产厂家等，现已开发出多种硫酸钙晶须的制备方法及应用工艺；并在21世纪初进行了工业化生产。二、硫酸钙晶须的应用方向硫酸钙晶须与其他晶须产品相比性价比高，同时绿色环保无污染，既可以作为复合材料中的增强组元、无机填充料等，也可以起耐磨、净化过滤、阻燃、增加白度等效果，其应用

3、相当广泛。目前研究的主要领域包括：复合材料的增强和耐磨，沥青的改性，环境工程中药品饮品的过滤、废水废气的处理，涂料和油漆的改性，纸张的处理等。2.1硫酸钙晶须作为增强组元硫酸钙晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属的增强组元。如在塑料中加入晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。2.2硫酸钙晶须作为摩擦材料传统的摩擦材料是石棉，但是石棉材料存在污染，可能导致肺部疾病，因此发达国家已禁止或限制其使用范围。硫酸钙晶须可以作为新兴摩擦材料，绿色环保，不存在污染。在摩擦材料中加入一定量的硫酸钙晶须后，可提高摩擦系数的稳定性及摩擦材料的耐磨性，在改善摩擦材料性能的同时，也延长了摩擦材料

4、的使用寿命。2.3硫酸钙晶须在沥青改性中的应用硫酸钙晶须可作为沥青填料及增强剂使用。它对提高沥青的软化温度有着决定性的影响，在沥青中加入18%（重量百分数）的硫酸钙晶须后，软化点可提高20°C以上。晶须材料与沥青的适应度更好，界面结合力高，不同的改性剂产品对沥青的软化点提高存在差异；改性后的沥青其针入度大大提高，同时延展度降低，有效地改善了沥青的高温性能。2.4硫酸钙晶须在环境工程中的应用硫酸钙晶须比表面积大、松散密度小、蓬松度高、无毒无污染，可以用于废气废水中的过滤净化，甚至可以在饮料、药品等充当过滤材料。硫酸钙晶须的熔点为1450°C，可以在1000°C下长期使用，对于某些高温液

5、体、气体的净化，不需要冷却，可以直接进行净化处理。2.5硫酸钙晶须在涂料和油漆中的应用目前，在涂料和油漆中应用最多的无机晶须有：碱式碳酸镁晶须、氧化锌晶须和钛酸钾晶须，主要应用领域是放火涂料、抗菌涂料、阻尼涂料等。由于硫酸钙晶须与上述晶须具有类似的物理化学性质，也可在涂料和油漆应用，可以有效提高涂料和油漆的附着力、耐高温性、绝缘性和抗干裂性等，还可以在一定程度上提高其白度。这方面的研究还相对较少，但针对硫酸钙晶须特有的价格优势和环保特点，该应用具有很强的实用意义。2.6硫酸钙晶须在造纸中的应用美国和日本分别选用了硫酸钙晶须和碳酸钙晶须作为无机纤维填充剂，与多种物质混合制造出新型无机纸

6、张，其具备了优异的性能，阻燃性高，延伸性好，可用于室内装饰等领域。硫酸钙晶须用做造纸填料目前仍处于研究阶段，未能真正实现工业化。但是硫酸钙晶须相比于木浆纤维和传统的填料(碳酸钙，高岭土等)，价格要便宜得多，用硫酸钙晶须代替部分木浆造纸，不仅可以改善纸张的部分性能如白度、强度等，还可以减少天然植物纤维的消耗和制浆过程中废水的排放，既缓解了资源不足，又保护了环境。一、硫酸钙晶须工业化生产现状3.1现阶段主要生产方法现阶段，工业化制备硫酸钙晶须主要采用天然石膏为原料。硫酸钙晶须传统制造方法主要包括水热法和常压酸化法。水热法是指低浓度的CaSO4•2H2O乳浊液在高温高压的压力容器中转化为C

7、aSO4•0.5H2O晶须。此方法原料转化率高，所得产品纯度高、分散性较好、形貌均匀，但反应温度一般高于100℃，生产能耗高，同时设备需要承受高压的条件，成本较高，每吨能达3000元以上。常压酸化法是指在常压和低于100℃的条件下，CaSO4•2H2O乳浊液在强酸性溶液中反应生成CaSO4•0.5H2O晶须。与水热法相比，此方法原料质量分数高，不需要高温高压的条件，生产成本低，易于工业化。但陈化时间长，在酸性环境中，硫酸钙溶解度增加，产率降低，对设备的腐蚀