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| 常壓水熱Ca-Na-Cl溶液中用磷石膏制備 |
| 來源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-12-04 21:30:52 瀏覽次數(shù)： |
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常壓水熱電解質(zhì)溶液中，二水石膏、a-半水石膏、無水石膏三相之間的轉(zhuǎn)化對(duì)于無機(jī)鹽工業(yè)、磷化工以及石膏膠凝材料的制備都具有重 要 的 影 響。合適的條件下，二水石膏相在H3PO4、H2SO4、HCl、HNO3及其鹽 （Na2SO4、NaCl、KCl、CaCl2等）的水溶液中，可以脫水轉(zhuǎn)變?yōu)閍-半水石膏，該種工藝是在常壓條件下完成ＤＨ的脫水過程，相對(duì)于傳統(tǒng)的蒸壓法和高壓水熱法具有反應(yīng)條件溫和、便于操作的特點(diǎn)使之成為a-半水石膏制備的新方法和近些年來研究的熱點(diǎn)。
磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)的副產(chǎn)品，主要成分為二水硫酸鈣，每生產(chǎn)1t磷酸約產(chǎn)生5t的磷石膏。伴隨著磷化工行業(yè)的飛速發(fā)展，2010年我國(guó)新增磷石膏排放量為5000萬噸，全球達(dá)2.8億噸。由于含有一定量的可溶磷、氟、有機(jī)物等雜質(zhì)影響其使用和性能，目前磷石膏的資源化利用率僅為20%，絕大部分磷石膏采用露天堆置，不僅占用土地資源，給企業(yè)增加巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且造成環(huán)境污染，因此開發(fā)新的利用途徑對(duì)于磷石膏資源循環(huán)和環(huán)境保護(hù)都具有重要的意義。
武漢理工大學(xué)馬保國(guó)等研究了磷石膏在常壓水熱Ca-Na-Cl溶液中的脫水過程，并對(duì)其脫水產(chǎn)物進(jìn)行了鑒別分析，以期對(duì)磷石膏常壓水熱制備高性能a-半水石膏提供基礎(chǔ)。
（1）95℃水熱Ca-Na-Cl溶液中，可以用磷石膏制備a-半水石膏。24% CaCl2溶液中，磷石膏水熱反應(yīng)240min后固相產(chǎn)物為a-半水石膏；內(nèi)摻NaCl可以顯著提高脫水反應(yīng)速度，當(dāng)NaCl摻量為4%時(shí)，磷石膏的脫水反應(yīng)時(shí)間由240min縮短為50min，但固相中雜質(zhì)Na2O的含量也明顯增加，產(chǎn)物的晶體形態(tài)逐漸變差。
（2）對(duì)磷石膏水熱反應(yīng)脫水產(chǎn)物再水化性能和晶體形態(tài)分析表明，在24% CaCl2溶液以及Ca-Na-Cl溶液中，磷石膏水熱反應(yīng)為a-半水石膏，且隨著NaCl含量的增加，產(chǎn)物各晶面發(fā)育的完整度和規(guī)則性降低；而在NaCl水熱溶液中磷石膏的脫水產(chǎn)物中僅有約30%的固相為具有水化作用的a-半水石膏。
（3）在常壓濃Ca-Na-Cl溶液中磷石膏可以二水相脫水轉(zhuǎn)變半水相是由于CaCl2、NaCl降低了水的活 度。由于存在同離子效應(yīng)，磷石膏在濃CaCl2溶液中的SO42-濃度比純水中小，但Ca2+的活度仍比較高，使其能進(jìn)入晶格，此時(shí)界面擴(kuò)散以及對(duì)異性離子的吸附能夠極大地促進(jìn)速度控制步驟。摻入NaCl后，SO42-濃度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但NaCl含量大于2%后，SO42-濃度也趨于穩(wěn)定。因此磷石膏在常壓濃Ca-Na-Cl溶液制備a-半水石膏時(shí)，NaCl含量最好控制在2%以內(nèi)。
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