利用磷石膏廢渣制取碳酸鈣的反應(yīng)結(jié)晶過程研究.pdf

1、磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中排放的廢渣,平均每產(chǎn)1噸磷酸約副產(chǎn)5噸磷石膏。大量磷石膏的堆放不僅占用土地,而且還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。利用磷石膏生產(chǎn)硫酸銨和碳酸鈣是將其變廢為寶的方法之一。磷石膏的主要成分是硫酸鈣,因此本文系統(tǒng)研究了以硫酸鈣制取碳酸鈣的反應(yīng)結(jié)晶過程,主要內(nèi)容包含以下幾個方面:
　　碳酸鈣存在三個多晶型:方解石,文石和球霰石。晶型對碳酸鈣產(chǎn)品的晶習(xí)、粒度及粒度分布有顯著影響,因此對其形態(tài)學(xué)進(jìn)行研究是非常必要的。本文通過引

2、入晶種、添加劑和硫酸鈣固體,研究不同條件下硫酸鈣與碳酸氫銨反應(yīng)體系中硫酸鈣粒子對碳酸鈣晶型的影響。利用PXRD和SEM對得到的碳酸鈣晶體進(jìn)行了表征,研究結(jié)果表明硫酸鈣粒子的存在會影響碳酸鈣的結(jié)晶過程,誘導(dǎo)生成方解石,導(dǎo)致檢測不出球霰石的存在。
　　本文利用FBRM測定了硫酸鈣-碳酸氫銨體系在不同過飽和度與不同溫度下得到碳酸鈣的誘導(dǎo)期數(shù)據(jù),同時研究了過飽和度與溫度對誘導(dǎo)期的影響,并用經(jīng)典成核以及簇凝聚理論模型對誘導(dǎo)期數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研

3、究。經(jīng)典成核模型研究結(jié)果表明:在較高過飽和度范圍,以均相成核為主,而在較低過飽和度范圍,以非均相成核為主。簇凝聚理論模型結(jié)果表明:在較高的溫度下,較大的晶簇?cái)U(kuò)散系數(shù),較高的晶簇初始凝聚濃度和較小的臨界核粒徑共同導(dǎo)致了較短的誘導(dǎo)期。
　　利用磷石膏生產(chǎn)碳酸鈣是綜合利用磷石膏的一種途徑,但生產(chǎn)的碳酸鈣粒度小難過濾,本文通過實(shí)驗(yàn)開發(fā)了磷石膏制取碳酸鈣的低溫工藝過程,研究了溫度對碳酸鈣粒度的顯著影響。同時考察了液固比、攪拌速率、碳酸氫銨溶