常壓鹽溶液法α-半水脫硫石膏的制備及晶形調(diào)控研究.pdf

1、煙氣脫硫石膏（簡稱FGD石膏）是對火電廠燃煤煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。隨著國家對大氣環(huán)境質(zhì)量的重視，脫硫石膏的年排放量急劇增加，其綜合利用迫在眉睫。脫硫石膏二水石膏含量高、呈粉末狀且濕態(tài)排放的特點(diǎn)，非常適合水熱法制備高強(qiáng)石膏。
　　 本論文采用常壓鹽溶液法制備α-半水石膏，主要研究了工藝條件及轉(zhuǎn)晶劑對α-半水石膏制備及晶體形貌的影響。研究內(nèi)容主要包括以下幾方面：
　　 1）深入研究了溶液pH、脫硫石膏所含

2、雜質(zhì)等對α-半水石膏制備的影響。結(jié)果表明：在不加轉(zhuǎn)晶劑的空白反應(yīng)中，溶液pH對脫硫石膏的轉(zhuǎn)化速率及生成半水石膏的晶體形貌基本沒有影響；脫硫石膏中所含雜質(zhì)主要為碳酸鈣和亞硫酸鈣，其中亞硫酸鈣會極大的降低α-半水石膏的轉(zhuǎn)化速率，而碳酸鈣對α-半水石膏的制備影響較小。
　　 2）α-半水石膏的生長習(xí)性為針狀，需水量大，強(qiáng)度較低。在反應(yīng)溶液中加入轉(zhuǎn)晶劑，使α-半水石膏的晶體形貌由針狀變?yōu)槎讨鶢?，是液相法制備高?qiáng)α-半水石膏的核心技術(shù)。轉(zhuǎn)

3、晶劑目前一般分為無機(jī)鹽類、多元有機(jī)酸類、大分子類、表面活性劑類四大類。本文從對產(chǎn)物晶體形貌、脫水反應(yīng)速率、液相離子濃度的影響等角度，系統(tǒng)研究了各類轉(zhuǎn)晶劑的作用效果及作用規(guī)律。結(jié)果顯示，多元有機(jī)酸類轉(zhuǎn)晶劑作用效果最顯著，可以獲得長徑比近1：1的理想短柱狀晶體。
　　 3）接著對多元有機(jī)酸類轉(zhuǎn)晶劑展開了更深入的探討，研究了有機(jī)酸分子結(jié)構(gòu)、溶液pH等對其作用效果的影響規(guī)律。結(jié)果表明，相鄰羧基之間具有3個(gè)C-C鍵長的多元有機(jī)酸，具有良好

4、的調(diào)晶效果，同時(shí)，pH是影響調(diào)晶效果最敏感的因素之一。多元有機(jī)酸的轉(zhuǎn)晶機(jī)理主要?dú)w結(jié)于在溶液中電離出的羧酸根離子，其通過與鈣離子絡(luò)合選擇吸附在不同晶面上，改變不同晶面相對生長速率，從而達(dá)到改變晶體形貌的目的。在不同酸堿度的溶液中，多元有機(jī)酸電離出的羧酸根離子與鈣離子的絡(luò)合穩(wěn)定性有較大差異，因此調(diào)晶效果也差別很大。
　　 4）另外，本課題對轉(zhuǎn)晶劑的復(fù)摻也做了一定的探討。初步提出，復(fù)摻并不能產(chǎn)生超疊效應(yīng)。多元有機(jī)酸和無機(jī)鹽的復(fù)摻中，起