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_第1頁
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1、煙氣脫硫石膏(簡(jiǎn)稱FGD石膏)是對(duì)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(duì)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(duì)α-半水石膏制備及晶體形貌的影響。研究?jī)?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(duì)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(duì)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(huì)極大的降低α-半水石膏的轉(zhuǎn)化速率,而碳酸鈣對(duì)α-半水石膏的制備影響較小。
   2)α-半水石膏的生長(zhǎng)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)槎讨鶢睿且合喾ㄖ苽涓邚?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(duì)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(zhǎng)徑比近1:1的理想短柱狀晶體。
   3)接著對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(duì)生長(zhǎng)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(duì)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

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