利用石灰石污泥制备石膏晶须的研究.pdf

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1、文章编号：1007—046X(20l5)05—002卜03周菠剩i0“矗H一“l1；，{利用石灰石污泥制备石膏晶须的研究StudyofPreparationofPhosphogypsumWhiskerwithLimestoneSludge一一一⋯一葛云伟，韩甲兴，朱李俊(1．中冶宝钢技术服务有限公司，上海200941；2．上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司，上海200942)摘要：从废物再利用、保护环境的角度出发，利用产生于炼钢工业中而被视为废渣的石灰石污泥为原料。经过与稀硫酸反应得到硫酸钙，然后加入硫酸锌作为催化剂，利用水热法生成无水石膏晶须。最后必须立即放入2O0℃

2、以上的干燥炉中进行干燥，才能得到经济附加值高、应用范围较广泛的无水石膏晶须。关键词：石灰石污泥；石膏晶须；水热法中图分类号：TF525．1TQ177．379文献标志码：A0前言各种方法各有特色，但都存在生产成本高，产物含结晶水、长径比不均、生产方法控制条件苛刻等问题。石膏晶须(即硫酸钙晶须CalciumSulfateWhisker，石灰石污泥是在制造生石灰过程中所产生的石灰石亦称硫酸钙微纤维，国际商品名称为ONODA—GPF)是一破碎除尘调湿泥，宝钢在转炉炼钢生产过程中，为了造种新型的具有很高综合性能的无机材料。石膏晶须分为渣往往需要添加一定量的生石灰来调节钢渣碱度。

3、因此，无水、半水、二水三种，其中无水石膏晶须强度最高。宝钢每年产生的石灰石污泥约2O万t。这些石灰石污泥二水石膏晶须在超过110℃使用时起不到晶须的增强作作为废弃物，长期堆积，非常需要寻找一种有效处理途径。用，工业应用前景小；半水石膏晶须不稳定，易吸水变为二水石膏晶须，失去晶须状态。因此，只有无水硫酸1试验部分钙晶须具有较高的强度和使用价值⋯。石膏晶须作为纤维状单晶体[2-4]，具有完善的结构、1．1试验原料完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，是一种有着石灰石污泥：宝钢制造生石灰过程中所产生的石灰许多特殊性能的非金属材料，长径比通常在3080之间，石破碎除尘调湿泥。

4、其主要成分为碳酸钙，化学成分见平均长度为30—200m，平均直径为1—10m。与其他表1。短纤维相比，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、表1石灰石污泥主要化学成分％易进行表面处理、与橡胶塑料等聚合物的亲和能力强、Si02Fe203A1203CaOMgOFeOMFeS磁选铁2343O205662025180】8O0901】000毒性低等优点，而且价格在晶须中较低，具有其他晶须无可比拟的性能价格比。石膏晶须的应用范围非常广试验试剂：硫酸、硫酸锌均为分析纯。泛[5-81，主要用在造纸工业、复合材料增强、磨擦材料、环境工程材料、轻质建材、隔热材料、涂料、油漆、抗1．2石

5、膏晶须制备原理静电材料的制造等方面。目前，制备石膏晶须的方法较多，石膏晶须的制备实际上是颗粒状的石膏(二水硫酸钙)基金项目：上海市宝山区科技发展基金项目(12一B一6)5／2015粉煤灰21温度低于100℃时，半水石膏晶须很容易与水重新化合3结论成二水石膏产物，发生晶型转变，使晶须的质量下降。其过程为：在半水石膏晶须表面钙离子羟基化的作石灰石污泥是在制造生石灰过程中所产生的石灰石用下，单层水分子吸附于表面。由于该过程属于物理吸附，破碎除尘调湿泥，其主要成分是碳酸钙。本文从废物再因此过程进行得十分迅速。晶须表面的Ca2+和sO一也向利用、保护环境的角度出发，利用炼钢工业

6、中产生的被溶液中不断扩散溶解；然后表面吸附的水分子在晶须内视为废渣的石灰石污泥为原料，利用水热法将其转化为部孔道的毛细吸力作用下逐渐进入半水石膏晶须内部，经济附加值高、应用范围较广泛的无水石膏晶须。由于并且通过与半水石膏的化合反应生成二水石膏晶须。与是废物再利用，不但大大降低了石膏晶须的生产成本，半水石膏晶须相比，二水石膏晶须的几何体积有所增大；而且保护了生态环境，是未来工业发展的方向。二水石膏晶须在自身生成时会形成裂缝、缺口等晶体缺具有步骤：石灰石污泥与5％稀硫酸反应生成硫酸陷，使得体系处于亚稳定状态，有晶体缺陷的二水石膏钙；然后过滤，在滤料中加水配成浓度为10％～

7、20％硫酸晶须逐渐发生溶解乃至断裂。在液相离子浓度达到二水钙溶液，通过加入适量的硫酸锌作为催化剂，在控制温石膏的过饱和浓度后，悬浮液中的一部分ca+和sO：一在度为120％以上的高压釜中进行水热反应；取出过滤，滤残存的二水石膏晶须表面沉淀使得晶须逐步长粗，另一料为半水石膏晶须；半水石膏晶须立即放入200oC以上部分Ca2+和s0z一则在溶液中形成新的晶核逐渐生长为二的干燥炉中进行干燥，得到长度约为100m、径比为水石膏晶体，如此不断进行，最终二水石膏晶须完全转50的无水石膏晶须。变为板状、柱状、片状和粒状二水石膏晶体l11]。所以用水热法生产石膏晶须