氯化钙废液制备硫酸钙晶须工艺研究及工艺设计

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1、中图分类号：：ＴＱ１３２．３＋２密级公开ＵＤＣ：５４６学校代码：１００８２／％政ｆｔ於劣冬ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文氯化钙废液制备硫酸钙晶须工艺研究及工艺设计论文作者：马园园指导教师：李国庭教授企业指导教师：卢赤杰高级工程师申请学位类别：工学硕士学科、领域：化学工程所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：２０１８年５月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体作所取得的成

2、果，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：年月５曰之年’月／曰《河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文索，可以采用影印。□保密，在年解密后适用本授权书。＿

3、本学位论文属于４保”密。“’（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：指导教师签名年月多曰＾／／年〈月Ｊ曰＜＊ClassifiedIndex：TQ132.3+2SecrecyRate：PublicizedUDC：546UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeTheStudyandProcessDesignforpreparationofHemihydrateCalciumSulfateWhiskersbyWasteCalciumCh

4、lorideCandidate：MaYuanyuanSupervisor:Prof.LiGuotingEnterpriseSupervisor：SeniorEngineerLuChijieAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringEmployer：CollegeofChemical&PharmaceuticalEngineeringDateofOralExamination:May,2018摘要摘要硫酸钙晶须是一种新型的应用范围广的高性能无机材料，它具有高强度、耐高温、高模量、耐损耗等优良

5、的力学物理性能，同时其表面容易处理、相容性好，无毒性，可制作高强度、耐磨、轻质的增强复合材料，是一种具有广阔应用前景的新型材料。目前，硫酸钙晶须的生产采用的原料基本为天然石膏，作为一种不可再生资源，天然石膏必然面临枯竭的问题，基于这个问题，本文提出利用氯化钙废液为原料来制备硫酸钙晶须，降低了原料成本，节约天然石膏资源。蒸氨废液是制碱工业生产纯碱过程中蒸氨工序产生的一种废液，废液的主要组分为氯化钙和氯化钠。我国纯碱厂的数量多，且规模大，同时每年排放的废液、废渣数量巨大，如果不加处理，随意混合排放，会产生严重的环境代价。传统氨碱废液的处理方式是排放到堤坝，自然放置净化，废液达到环境要求后排放。现在

6、许多氨碱厂对废液采用多次浓缩的方法回收其中钙盐和氯化钠，该方法对废液的价值提升不大，因此能否有效处理蒸氨废液同时提升废液的价值是处理废液的关键。本课题将半水硫酸钙晶须的制备和氨碱厂蒸氨废液的处理结合起来，采用蒸氨废液为原料，采用改进常压酸化法制备出了半水硫酸钙晶须，其制备的硫酸钙晶须，外观洁净白色、无杂质，晶型外貌好，长径比大。对蒸氨废液制备半水硫酸钙晶须的工艺进行了实验探究，经过实验得到的最佳工艺条件为：用十二烷基硫酸钠作为晶型助长剂，其浓度为2.5g/L，氯化钙浓度20g/L，加入硫酸钠，n（钙离子）：n（硫酸根离子）=1:5，反应沸腾时间1h，溶液控制pH为2，沸腾结束后静置陈化时间2h

7、，抽滤，洗涤三到四次，滤饼150℃烘干得到最终产品。产品的收率可达到91.65%。制备的半水硫酸钙晶须外貌均匀，晶须密度大，直径在2μm~3μm，长度在70μm~100μm，长径比可达50，外观为洁净白色。本文进行了年产300吨半水硫酸钙晶须的工艺设计，确定了工艺流程，并对其中每个单元做了物料衡算，对重要的设备进行了热量衡算，以及设备选型计算，确定设备规格。对工艺设计绘制了管道及仪表流程图，P&I