无水硫酸钙水化机理及应用研究

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1、摘要随着石膏工业的进一步发展，世界范围内石膏用量在逐年增加。在石膏资源开发中，主要以天然二水石膏为主；但天然石膏是不可再生资源，随着对其消耗的不断增加和矿产资源分布不平衡影响的加重，对矿产储量占硫酸钙总储量2／3的无水硫酸钙矿物潜在水化活性深入研究显得尤为重要。本文通过无水硫酸钙在可溶性硫酸盐溶液中水化后产物的XRD、钙离子浓度的变化、无水硫酸钙的水化率分析，探讨了可溶性硫酸盐溶液中无水硫酸钙的水化激发机理：1、无水硫酸钙水化是一个自发、非常缓慢的过程，CaS04在硫酸盐水溶液中的水化，存在着动态平衡CaS04(s)=Ca2+La哪!一au42-(aq)叠CaS04"2H20，这平

2、衡是一个竞争反应。soJ-浓度的变化加速反应朝生成CaS04·2H20的方向进行，促使CaS04(s)达到溶解平衡，再增大s042。浓度，因同离子效应，Ca2+的浓度减小抑制了CaS04(s)的溶解，不利于无水硫酸钙的水化，但实验中增大硫酸盐浓度，无水硫酸钙的水化率增大，盐类激发剂不是以加速无水硫酸钙过饱和度来提高水化率。2、通过对CaS04在NazS04、K2S04、Rb2S04、Cs2S04，(N84)2s04溶液中水化过程，以及CaS04·2H20、CaS04与以上硫酸盐反应速度、产物的研究，说明复盐理论不正确；CaS04在(LhS04、MgS04、Ah(S04)3、MnS0

3、4、CuS04、CoS04、CdS04、ZnS04、NiS04、FeS04)溶液中水化，水化过程中硫酸盐水合物的析晶影响着无水硫酸钙水化，与激发剂阳离子z瓜值大小无关，阳离子的Z／R参数影响水化率的规律并不存在；3、无水硫酸钙在可溶性硫酸盐中的水化按照溶解．成核．生长理论进行，CaS04达到溶解平衡时ca2+的浓度大于CaS04-2H20溶解平衡的ca2+的浓度，Cas04·2H20获得结晶的驱动力，可溶性硫酸盐起到形成晶核的作用：水化过程与CaS04生成复盐或析出水合物所形成的细小物相，作为异质微粒使母相中存在不均匀性，这些不均匀性有效地降低成核时的表面能位垒，使CaS04"2H

4、20晶核优先地在这些具不均匀性的地方形成，因此这些物质起成核催化剂作用。引入外来质点，降低了成核的表面能势垒，使CaS04-2H妇更容易结晶。4，实验结果表明在常见可溶性硫酸盐中，硫酸钾是使用最广泛、激发效果最佳的激发剂之一，并对硫酸钾在具体应用中，水的加量、硫酸钾用量对无水硫酸钙水化的影响进行探讨。关键词：硫酸钙、水化机理、激发。AbstractWiththedevelopmentoftheindustryofgypsumallovertheworld，theapplicationofgypsumisrising．Intheexploitationofgypsunlresourc

5、e，naturalgypsumisthemostimportantpart．However，itisnotrenewableresource．Ascomsumptionofgypsumisincreasingandeffectonthaunbalanceoftheresourcedistributionisgettingworse，thefurtherresearchonthepotentialhydrousactivationoftheanhydrouscalciumsulphate(AH)，themineralamountofwhichtakes2／3ofthetotalmin

6、eralamountofthecalciumsulphate，takesonespeciallyimportant．Inthearticle，alargeamountofexperiencesonAHhavebeendone．ThroughanalysisofXRD，concentrationofC扩，hydrousrateofAH，themachanismonhydrationofAHisgiven．First，HydrationofAHisaspontaneousandslowprocess,whenAHisaddedindissolublesulfate，themisamov

7、ingbalance：CaS04(S)叠Ca2+LaⅢt3u42。(ac0叠CaS04‘2H20，thechemicalbalanceisacompetitivereaction,changeofS042-willbringaboutthefollowingeffect：itmakesthebalancemovetowardCaSe4·2H20，andmakesdissolutionofCaS04reachbalanceeasily．Ifconcentrationof