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转晶剂对磷石膏制备无水硫酸钙影响的研究

无机盐工业 2024年第5期56卷 101-107页

作者：王明顺敖先权袁兴董文燕陈前林贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550025

磷石膏(PG)产生量大、资源化利用困难,严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值,以除杂后的PG为原料,以NaCl和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为转晶剂,采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO_(4)。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等... 详细信息

磷石膏(PG)产生量大、资源化利用困难,严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值,以除杂后的PG为原料,以NaCl和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为转晶剂,采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO_(4)。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等分析方法研究转晶剂对无水CaSO_(4)制备的影响。结果表明:当NaCl质量分数为15%、EDTA-2Na质量分数为0.5%时,PG结晶水脱水时间由120 min缩短至40 min,脱水效果显著;同时,无水CaSO_(4)晶体粒度分布均匀,颗粒表面完整,D_(50)为5.26μm,白度值为92.5%,P_(2)O_(5)质量分数仅为0.045%。这主要是因为非晶格Na^(+)降低了体系中水的活度,促进PG脱水转晶及杂质脱除;EDTA-2Na中羧基基团与石膏晶体表面的Ca^(2+)发生配位形成的配位离子层可调控无水CaSO_(4)晶体生长,修饰晶面。

关键词：磷石膏转晶剂无水CaSO_(4) 常压盐溶液法

制备工艺和转晶剂对α-半水石膏形貌及力学性能的影响

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制备工艺和转晶剂对α-半水石膏形貌及力学性能的影响

作者：江瀚宁湖南大学

学位级别：硕士

磷石膏源于磷化工生产的副产物,由于含大量杂质,且力学性能较差,无法直接用于制备石膏产品,大量的磷石膏堆积不仅造成了严重的土地与环境资源的破坏,同时也限制我国磷化工行业的发展。为解决磷石膏难以再利用的问题,本课题通过加压水溶... 详细信息

磷石膏源于磷化工生产的副产物,由于含大量杂质,且力学性能较差,无法直接用于制备石膏产品,大量的磷石膏堆积不仅造成了严重的土地与环境资源的破坏,同时也限制我国磷化工行业的发展。为解决磷石膏难以再利用的问题,本课题通过加压水溶液法将磷石膏转化为可用的α-半水石膏,主要研究了反应条件及转晶剂对α-半水石膏形貌和力学性能的影响,探讨了转晶剂对产物形貌的调控机制。主要研究内容及结果如下:1)通过水洗-浮选-石灰中和预处理工艺,可以提高加压水溶液法下制备出的α-半水石膏制品的力学性能,不同工艺参数对于制备α-半水石膏试样的2 d绝干抗压强度影响顺序分别为:蒸压时间>蒸压温度>水料比,在蒸压温度为130℃、保温时间为6 h、水料比为0.5时制备出α-半水石膏试样的力学强度好,且能耗较小。2)不同的转晶剂对α-半水石膏形貌调控的效果不同,调控效果为:羧酸盐>无机盐>醇类及大分子;以硫酸铝为转晶剂制备出的试样,晶体大、尺寸均匀,形貌多为长柱状,柠檬酸钠在掺入量为0.3wt.%时可制备出长径比为2:1的晶体,草酸钾制备的α-半水石膏晶体由部分大晶体与许多细小晶体组成,而醇类及其大分子,由于羟基的吸附作用,制备出的晶体形貌多为长纤维状。3)通过实验得知,金属阳离子不会吸附于晶体表面,羧酸盐类可通过选择性吸附于晶体不同晶面来调控晶体的生长速率,醇类及大分子则没有选择性吸附;除柠檬酸钠外,其他种类转晶剂都能在一定范围内提高制备的α-半水石膏试样的力学强度。4)以硫酸铝为基础,配置出的复合转晶剂能有效改善制备出α-半水石膏的晶体形貌与力学性能,在转晶剂总掺入量为0.6wt.%时,硫酸铝与草酸钾掺入配比为5:1时制备出的α-半水石膏最好,晶体表面光滑、缺陷少,其水化试样的2 h抗折强度与2 d绝干抗压强度分别可达5.88MPa与36.90MPa。5)利用现有卧式蒸压釜与工艺,可作为实现工业化生产α-半水石膏的有效途径。

关键词：磷石膏 α-半水石膏工艺参数转晶剂形貌力学性能

转晶剂对Na_(2)SO_(4)-乙二醇水体系中磷石膏制备的α-半水石膏晶体形貌的影响

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贵州大学学报（自然科学版） 2022年第3期39卷 15-21页

作者：陈前林罗众艳敖先权杨敏贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550025

晶体形貌对α-半水石膏的性能产生较大影响,因此制备晶体形貌良好的α-半水石膏在工业中非常重要。本试验采用常压盐溶液与醇溶液相结合的方法,以磷石膏为原料制备α-半水石膏,研究了不同转晶剂对α-半水石膏晶体形貌及其水化硬化强度... 详细信息

晶体形貌对α-半水石膏的性能产生较大影响,因此制备晶体形貌良好的α-半水石膏在工业中非常重要。本试验采用常压盐溶液与醇溶液相结合的方法,以磷石膏为原料制备α-半水石膏,研究了不同转晶剂对α-半水石膏晶体形貌及其水化硬化强度的影响。结果表明:相对于盐类,有机酸类转晶剂对α-半水石膏晶体形貌的调控效果较好,其中马来酸调控作用最好。马来酸浓度从0%增加到0.2%时,α-半水石膏的长径比从10.4降到2.0,其抗压/抗折强度分别由12.9/4.8 MPa增加到35.6/9.7 MPa。

关键词：磷石膏 α-半水石膏转晶剂晶体形貌

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转晶剂对动态水热法制备α-半水石膏的影响

广州化工 2023年第24期51卷 40-42页

作者：陈勇李楠张欢唐永波江苏新扬新材料股份有限公司江苏扬州225000 建筑材料工业技术监督研究中心北京100000 建筑材料工业技术情报研究所北京100000 江苏一夫科技股份有限公司江苏南京211178

使用脱硫石膏作为原材料,利用动态水热法制备α-半水石膏,通过改变有机酸和无机盐转晶剂的种类和掺量,测定试样的微观晶体形貌,从而分析不同种转晶剂种类及掺量对动态水热法制备α-半水石膏晶体形貌的影响。结果表明,采用脱硫石膏作为... 详细信息

使用脱硫石膏作为原材料,利用动态水热法制备α-半水石膏,通过改变有机酸和无机盐转晶剂的种类和掺量,测定试样的微观晶体形貌,从而分析不同种转晶剂种类及掺量对动态水热法制备α-半水石膏晶体形貌的影响。结果表明,采用脱硫石膏作为原材料,利用动态水热法制备α-半水石膏的时候,有机酸转晶剂的转晶效果优于无机盐转晶剂的转晶效果,另外无机盐转晶剂中起转晶效果的是金属阳离子,而不是硫酸根,并且金属阳离子转晶效果为M^(3+)>M^(2+)>M^(1+)。

关键词：石膏 α-半水石膏转晶剂固废利用

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用脱硫石膏制备高强石膏粉的转晶剂

硅酸盐学报 2009年第7期37卷 1142-1146页

作者：白杨李东旭南京工业大学材料科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室南京210009

半水石膏在没有外界因素干扰的情况下通常自由生长成针状晶体。为改变半水石膏晶体生长习性,获得短柱状的晶体,一般在溶液中加入改变晶体生长习性的转晶剂,转晶剂对高强石膏晶体的形成具有一定的诱导作用。综合利用"水溶液法"和"蒸汽加... 详细信息

半水石膏在没有外界因素干扰的情况下通常自由生长成针状晶体。为改变半水石膏晶体生长习性,获得短柱状的晶体,一般在溶液中加入改变晶体生长习性的转晶剂,转晶剂对高强石膏晶体的形成具有一定的诱导作用。综合利用"水溶液法"和"蒸汽加压法"形成了具有特色的"汽液结合法"工艺制备α型半水石膏,通过添加不同种类、不同数量的转晶剂来观察并研究探讨石膏晶体的形成结构以及抗压性能。结果表明:复合掺加0.04%硫酸铝和0.08%磺化三聚氢胺(F10)的效果最好,抗压强度可以提高33.21%。

关键词：脱硫石膏 α型半水石膏转晶剂汽液结合法

转晶剂与蒸压参数对磷石膏制备α半水石膏的影响

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无机盐工业 2022年第8期54卷 132-137页

作者：黎明川韦家崭陈平段鹏选桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西建筑新能源与节能重点实验室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桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心

以经盐溶液预处理的磷石膏为原料,以乙二胺四乙酸(EDTA)和顺丁烯二酸酐为复合转晶剂,采用蒸压法制备α半水石膏。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析研究了复合转晶剂掺量、pH、蒸压温度对生成α半水石膏的晶体形貌、物相组成的影... 详细信息

以经盐溶液预处理的磷石膏为原料,以乙二胺四乙酸(EDTA)和顺丁烯二酸酐为复合转晶剂,采用蒸压法制备α半水石膏。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析研究了复合转晶剂掺量、pH、蒸压温度对生成α半水石膏的晶体形貌、物相组成的影响。研究结果表明,复合转晶剂中EDTA的最佳掺量(质量分数)为0.4%、顺丁烯二酸酐的最佳掺量(质量分数)为0.3%,溶液最佳pH为7.5,最佳蒸压温度为140℃。在此条件下制得的α半水石膏结晶形态最好,呈短柱状,长径比接近1∶1。

关键词：磷石膏 α半水石膏转晶剂蒸压参数

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转晶剂对脱硫石膏制备α-高强石膏的影响及机理研究

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转晶剂对脱硫石膏制备α-高强石膏的影响及机理研究

作者：刘慧杰河南理工大学

学位级别：硕士

我国优质天然石膏资源匮乏,但脱硫石膏年排放量已超过七千万吨,是世界上最大的脱硫石膏生产国。若不经处理直接堆存或填埋,不仅侵占大量土地资源、污染空气和水资源,而且严重浪费脱硫石膏中所含的钙、硫资源。合理利用脱硫石膏制备高附... 详细信息

我国优质天然石膏资源匮乏,但脱硫石膏年排放量已超过七千万吨,是世界上最大的脱硫石膏生产国。若不经处理直接堆存或填埋,不仅侵占大量土地资源、污染空气和水资源,而且严重浪费脱硫石膏中所含的钙、硫资源。合理利用脱硫石膏制备高附加值产品是目前亟待解决的一大难题。高性能α-半水石膏具有强度高、应用范围广泛、经济附加值高等优点,是未来脱硫石膏资源化、高值化利用的重要发展方向,而选择高效转晶剂调控α-半水石膏的晶体形貌是制备α-高强石膏的关键,但转晶剂对α-半水石膏晶体的作用机理还没有较为准确、权威的解释。针对上述问题,本文结合实验与第一性原理计算,得出如下结论:(1)工艺参数影响制备产品的相组成和晶体形貌,进而影响硬化体的烘干抗压强度。反应温度主要影响α-半水石膏的相组成和晶体形貌,反应时间主要影响α-半水石膏晶体生长的完善度,α-半水石膏制备的最优工艺参数为反应温度130℃,反应时间4 h。理论模拟参数影响α-半水石膏晶体结构的稳定性,经收敛性测试,最佳模拟参数为交换相关函数PW91,截断能650 e V,K点2×3×2,SCF精度Medium。(2)碳链长度不同,二元羧酸转晶剂对α-半水石膏的转晶效果也不同。含有3个C原子的丙二酸没有调晶作用,含有4个C原子的丁二酸有显著的调晶效果,而含有5个C原子的戊二酸只有微弱的转晶作用。转晶效果的差异性在于其分子结构特征,丙二酸的取向在α-半水石膏表面的吸附具有竞争性,具有优势的取向更倾向于吸附在α-半水石膏(200)侧面,丁二酸优先吸附在α-半水石膏(002)端面,戊二酸对α-半水石膏端面和侧面的生长都有一定的抑制程度,从而导致不同的转晶效果。丁二酸的转晶效果最好,在9 m M丁二酸的作用下,制备的α-半水石膏为长径比接近1.28:1的短柱状晶体形貌,烘干抗压强度可达64.7 MPa,达到了超高强石膏的标准。(3)邻位羟基、双键和醚键官能团对二元羧酸转晶剂的转晶效果有促进作用。苹果酸和马来酸酐通过选择性吸附在α-半水石膏(002)端面调控α-半水石膏的晶体形貌。在9 m M苹果酸的作用下,制备的α-半水石膏为长径比接近1.29:1的短柱状晶体形貌,烘干抗压强度为55.8 MPa,达到了超高强石膏的标准,苹果酸的吸附倾向性在于苹果酸分子和α-半水石膏(002)端面有更多的键布居数和更大的电荷转移面积。在0.9 m M马来酸酐的作用下,制备的α-半水石膏为长径比接近1.13:1的短柱状晶体形貌,烘干抗压强度为45.1 MPa,达到了α40的强度等级,马来酸酐的吸附倾向性与马来酸酐分子和α-半水石膏(002)端面有更多的电荷转移区域和轨道重叠面积有关。本论文共计含图71幅,表13个,参考文献121篇。

关键词： α-半水石膏加压水溶液法转晶剂第一性原理转晶机理

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转晶剂对磷石膏制备α半水石膏影响的研究

硅酸盐通报 2015年第5期34卷 1397-1401,1406页

作者：段正洋李建锡郑书瑞韩伟明耿庆钰郭惠斌昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500

转晶剂是磷石膏制备α半水石膏的重要影响因素。利用固体废弃物磷石膏制备高强α半水石膏,实验采用了半干法的工艺,研究了不同转晶剂单掺和复掺对高强α半水石膏晶粒的生长及其水化硬化后力学强度的影响,通过扫描电镜(SEM)分析了高强α... 详细信息

转晶剂是磷石膏制备α半水石膏的重要影响因素。利用固体废弃物磷石膏制备高强α半水石膏,实验采用了半干法的工艺,研究了不同转晶剂单掺和复掺对高强α半水石膏晶粒的生长及其水化硬化后力学强度的影响,通过扫描电镜(SEM)分析了高强α半水石膏内部晶粒生长情况和水化后结晶情况。实验结果显示:单一转晶剂对α半水石膏的力学性能影响并不显著,相对来说柠檬酸钠的影响较为明显。而转晶剂复掺效果最好,当掺入的柠檬酸钠与硫酸铝的比例为1∶1,掺量各为0.06%时,得到的晶粒完整,水化硬化后试块的抗折强度为6.7 MPa,抗压强度为25.65 MPa。

关键词：转晶剂磷石膏 α半水石膏半干法

转晶剂、晶种和分散剂对α半水石膏晶体粒度、形貌的影响

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非金属矿 2006年第4期29卷 1-4页

作者：郑万荣张巨松杨洪永张添华王文军金建伟沈阳建筑大学材料科学与工程学院沈阳110168 沈阳鹤峰商品混凝土有限公司沈阳110032

以二水石膏分析纯试剂为原料,采用加压水溶液法.探讨了复合转晶剂、晶种、分散剂对α半水石膏晶体粒度、形貌的影响。试验结果表明,添加硫酸铝与酒石酸钠钾复合转晶剂,对制备短柱状α型半水石膏晶体有利;添加晶种,可进一步增大晶体的粒... 详细信息

以二水石膏分析纯试剂为原料,采用加压水溶液法.探讨了复合转晶剂、晶种、分散剂对α半水石膏晶体粒度、形貌的影响。试验结果表明,添加硫酸铝与酒石酸钠钾复合转晶剂,对制备短柱状α型半水石膏晶体有利;添加晶种,可进一步增大晶体的粒度;添加分散剂,可降低长径比、缩小粒度分布的范围。

关键词：转晶剂晶种分散剂 α半水石膏