NaCl溶液浓度对磷石膏制备α-半水石膏转晶行为的影响

作     者：胡成 刘梦 向玮衡 段鹏选 李顺凯 明阳 王能 卢冠举 HU Cheng;LIU Meng;XIANG Weiheng;DUAN Pengxuan;LI Shunkai;MING Yang;WANG Neng;LU Guanju

作者机构：桂林理工大学广西绿色建材与建筑工业化重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西工业废渣建材资源利用工程技术研究中心广西桂林541004 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心广西桂林541004 

出 版 物：《无机盐工业》 (Inorganic Chemicals Industry)

年 卷 期：2024年第56卷第6期

页      面：87-93页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：广西重点研发计划项目(桂科AB22035064) 广西青年人才专项(桂科AD22035126) 国家自然科学基金项目(52062009) 广西绿色建材与建筑工业化重点实验室开发基金项目(桂科能22-J-21-19) 

主　　题：磷石膏 α-半水石膏 转晶行为 水热合成 NaCl溶液 

摘      要：为提高湿法磷酸工艺排放的副产品磷石膏的利用率和附加值,采用常压水热合成法在NaCl溶液中制备α-半水石膏材料,研究了NaCl溶液浓度对α-半水石膏的结晶水含量、转晶行为、矿相组成和显微形貌的影响。研究结果表明,在温度为95℃质量分数为10.0%~20.0%的NaCl溶液中,磷石膏的结晶水含量均随着反应时间的延长逐渐降低,且降至约6%后将逐渐趋于平缓。结合XRD和SEM分析认为磷石膏在95℃质量分数为10.0%~20.0%的NaCl溶液中可脱水转晶形成稳定的六方柱状α-半水石膏。同时,磷石膏的脱水转晶速率呈现先缓慢上升而后快速升高,最后逐渐趋于平缓的变化趋势,属于典型的生长-成核动力学过程。随着NaCl溶液浓度的升高,α-半水石膏的诱导成核时间和晶体生长时间逐渐加快,总转晶时间逐渐缩短。其中,磷石膏在质量分数为20.0%的NaCl溶液中水热反应0.5 h后即可完全转变为α-半水石膏,与质量分数为15.0%的NaCl溶液相比缩短了1.38 h。因此认为,NaCl溶液浓度的提高有助于加快磷石膏的脱水转晶效率,这可为实际规模化生产α-半水石膏提供指导。