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1、第36卷第2期盐业与化工1硫酸钙溶解行为初探陈魁,向兰(清华大学化工系,北京100084)摘要:工业氯化钾的除钙是一个至今尚未解决的技术难题,其核心是硫酸钙的增溶。为此,文章探讨了硫酸钙在盐酸及碳酸氢铵—盐酸体系的溶解行为。结果表明:在0～2.5mol/L范围内增加盐酸浓度可在一定程度增溶硫酸钙,但最大酸溶率低于15%;采用碳酸氢铵—盐酸物相转化再酸溶的方法则可使88%的硫酸钙转化成碳酸钙,总溶钙率达到91%,硫酸钙的物相转化(硫酸钙→碳酸钙)是增溶主要途径。关键词:硫酸钙;碳酸钙;转化;溶解中图分类号:TQ132文献标识码:A文章编号:1673-6850(2007)02-0001
2、-03StudyonTheDissolutionofCalciumSulfateCHENKui,XIANGLan(DepartmentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:ThedissolutionofCaSO4inHClsolutionandNH4HCO3-HClsystemwasdis2cussedinthispapertotrytofindawaytoincreasethesolubilityofCaSO4,whichisthekeypointfortheremovalof
3、CaSO4(impurity)fromtheindustrialKCl.TheexperimentalresultsindicatedthatthedissolutionofCaSO4inHClsolutionwaslowerthan15%eventhoughtheincreaseoftheHClconcentrationfrom0mol/Lto2.5mol/LwasfavorableforthedissolutionofCaSO4.ThedissolutionofCaSO4canreachupto91%ifCaSO4wasreactedinNH4HCO3solutionfollo
4、wedbythedissolu2tioninHClsolution.TheincreaseoftheCaSO4dissolutionwasattributedmainlytotheconversionof88%CaSO4toCaCO3.Keywords:calciumsulfate;calciumcarbonate;conversion;dissolution1前言法的缺点是成本较高、除钙条件比较苛刻,难用于工我国是农业大国,也是缺钾国家,每年要花大量业氯化钾的除钙。利用硫酸钙与氯化钾的比重差[1]外汇进口优质钾肥。国内钾肥产量的2/3产自青异,采用离心方式也可除去部分硫酸钙,但对
5、微量钙海察尔汗盐湖,该地区钾资源特点是多组分伴生,尤的除去效果欠佳。以硫酸钙含量较高(2%～10%)。生产过程中硫酸氯化钾在生产过程中均处于饱和状态,固态氯钙与氯化钾共存于固相,严重影响工业氯化钾的品化钾与硫酸钙始终共存。从工业角度考虑,需要在[2]位,因此,工业氯化钾的除钙提纯成为急待解决维持高氯化钾收率前提下尽可能除去硫酸钙,其核的问题。心技术问题是用经济的方式使硫酸钙增溶。经过长文献报道的除钙方法很多。从溶液中除可溶期摸索,我们提出了采用廉价的碳酸氢铵和盐酸为[3～4][8]钙,可加入沉淀剂(硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐)或原料,采用物相转化两步除钙的新技术,目前已絮凝剂(硫酸铁、
6、硫酸铝、聚丙烯酰胺),使钙离子沉在现有氯化钾生产线上试车成功。本论文就该技术淀、絮凝,再用过滤、沉降或离心等方式除去。除固涉及的核心问题—硫酸钙的溶解进行讨论,比较了[5]相硫酸钙,可采用加鳌合剂(EDTA)增溶、或加强硫酸钙在盐酸及碳酸氢铵—盐酸体系的溶解行为,[6]碱将硫酸钙转化为氢氧化钙再酸溶除去,这些方初步探讨了相关的过程规律。收稿日期:2006-11-06作者简介:陈魁(1982-),男,硕士研究生。2盐业与化工第36卷第2期+2+2实验方法CaCO3+2HCa+H2CO32.1试剂实验所用二水硫酸钙、盐酸(36wt%)、碳酸氢铵均为分析纯,由北京化工厂提供。2.2实验方
7、法酸溶:10.0g二水硫酸钙溶于50mL浓度为0～4.7mol/L的盐酸溶液,搅拌(210r/min)30min后,过滤、干燥(100℃,4h)、称重。物相转化溶解:10.0g二水硫酸钙溶于100mL图1盐酸浓度对硫酸钙溶解率的影响蒸馏水,加一定量碳酸氢铵,搅拌(210r/min)30min图2显示了硫酸钙与碳酸氢铵反应后形成的沉后过滤、洗涤、固相转入50mL浓度为2.44mol/L的淀物的XRD谱图。由图2可见,硫酸钙在碳酸氢铵盐酸溶液,搅拌(210r/min)30
