一種用芒硝和鈣水制備半水石膏晶須的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制備石膏晶須的領(lǐng)域，具體涉及一種用芒硝和鈣水制備半水石膏晶須的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石霄晶須，是一種新型的具有很尚綜合性能的無機(jī)材料。該材料具有尚強(qiáng)度、尚豐旲量、高介電強(qiáng)度、耐磨耗、耐高溫、耐腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、與高分子聚合物的親和力強(qiáng)、無毒等諸多優(yōu)良的理化能。可用于塑料、橡膠、涂料、油漆、造紙、瀝青、磨擦和密封材料、包覆電線的高絕緣材料中作補(bǔ)強(qiáng)增韌劑或功能型填料；又可作為保溫材料、阻燃材料、耐火隔熱材料、紅外線反射材料；也可作為過濾器、催化劑及載體。石膏晶須價格僅為碳化硅晶須的1/200?1/300，具有其它晶須無可比擬的性價比，應(yīng)用范圍非常廣泛，有較強(qiáng)的市場競爭力。
[0003]根據(jù)國外使用石膏晶須的情況，作為添加劑，石膏晶須的用量是基材的3?30%，一般為5?15%，如添加5%，若用于造紙行業(yè)，國內(nèi)紙張年產(chǎn)總量500萬噸以上，如有10%的紙張加石膏晶須，貝1J需求50X5%= 2.5萬噸；若用于塑料、橡膠行業(yè)，國內(nèi)總產(chǎn)量800萬噸以上，若有10 %的產(chǎn)品添加石膏晶須，則需求80 X 5 % = 4萬噸，此外石膏晶須運(yùn)用在磨擦材料、環(huán)境工程、輕質(zhì)建材等領(lǐng)域，估計市場前景可望達(dá)200萬噸/年。由于它用途廣、市場需求量大，并且石膏晶須的生產(chǎn)成本低，具有較強(qiáng)的市場競爭力。石膏晶須產(chǎn)品已被列入國家鼓勵類高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄產(chǎn)品(是我國“863”高技術(shù)研宄課題之一)。
[0004]國內(nèi)制備石膏晶須的原料非常豐富，價廉易得，且很多原料可以來自生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品及廢棄物，單就自貢地區(qū)可以用來制備石膏晶須的工業(yè)廢棄物主要有鹽泥及鈣水63kt/a。芒硝是我國黏膠纖維生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物，且這類芒硝含雜質(zhì)較多，其利用率很低，供遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于求，大部分被作為廢物直接排放到江河中，嚴(yán)重威脅著整個生態(tài)環(huán)境，污染了我國的淡水資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的之一在于解決:石膏晶須的原料芒硝含雜質(zhì)較多，利用率很低，導(dǎo)致石膏晶須成品雜質(zhì)含量高和產(chǎn)率低，直接排放到江河中嚴(yán)重威脅著整個生態(tài)環(huán)境的問題，提供了一種用芒硝和鈣水制備半水石膏晶須的方法。
[0006]解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種用芒硝和鈣水制備半水石膏晶須的方法，包括如下步驟:芒硝的溶解；硫酸、鈣水除雜；過濾；投入反應(yīng)釜反應(yīng)；過濾、配漿；發(fā)生反應(yīng)；過濾得到晶須、干燥得到晶須產(chǎn)品;
[0008]鈣水除雜:在工業(yè)鈣水中加入硫酸除雜；
[0009]芒硝的溶解:芒硝與水混合在溶解槽中溶解，得到硫酸鈉溶液；
[0010]過濾:過濾加入硫酸后的鈣水雜質(zhì)，得到凈化后的鈣水，在所述凈化后的鈣水中加入水，得到鈣水溶液；
[0011]投入反應(yīng)釜反應(yīng):將所述鈣水溶液加入到反應(yīng)釜中，將所述硫酸鈉溶液緩慢加入到所述鈣水溶液中并攪拌進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸鈣中間體；
[0012]過濾、配漿:過濾所述硫酸鈣中間體，得到濾餅和濾液，將所述濾液加入到所述反應(yīng)釜；所述濾餅加水配漿，并在攪拌釜中攪拌均勻，得到料漿；
[0013]發(fā)生反應(yīng):將所述料漿投入夾套式反應(yīng)釜中反應(yīng)，加入助長劑，對所述料漿進(jìn)行加熱，調(diào)節(jié)PH值和壓力值后進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后排除所述夾套式反應(yīng)釜內(nèi)水蒸汽并加入改性劑和穩(wěn)定劑，進(jìn)行改性反應(yīng)，得到晶須；
[0014]過濾、干燥得到晶須產(chǎn)品:趁熱過濾所述發(fā)生反應(yīng)后得到的晶須，得到二次濾餅和濾液，將所述二次濾液返回所述夾套式反應(yīng)釜中，所述二次濾餅在熱空氣干燥器中干燥，干燥后得到半水石膏晶須產(chǎn)品。
[0015]進(jìn)一步的，所述芒硝的溶解中，所述的硫酸鈉溶液的濃度為0.2?1.0mol/Lo
[0016]進(jìn)一步的，所述工業(yè)鈣水中含有Ba2+、Sr2+離子。在所述工業(yè)鈣水中加入的硫酸的質(zhì)量分率為10%?30%。
[0017]進(jìn)一步的，所述過濾加入硫酸后的鈣水的雜質(zhì)過程中得到的鈣水溶液濃度為0.2 ?1.0mol/Lo
[0018]進(jìn)一步的，所述投入反應(yīng)釜反應(yīng)的過程中，所述鈣水溶液與硫酸鈉溶液的體積比值為I?2 ;反應(yīng)條件為:攪拌速度為60?150轉(zhuǎn)/分種，反應(yīng)10?30min。
[0019]進(jìn)一步的，所述過濾、配漿過程中，在所述濾餅中加水配漿，所述加水的質(zhì)量為硫酸鈣中間體質(zhì)量的10?50倍。
[0020]進(jìn)一步的，所述助長劑為堿金屬鹽水合物晶型助長劑，改性劑為晶須油水性的乳化劑，所述穩(wěn)定劑為堿金屬或堿土金屬皂類穩(wěn)定劑。
[0021]進(jìn)一步的，所述發(fā)生反應(yīng)過程，加入所述助長劑的質(zhì)量為鈣質(zhì)量的5%?10%，所述加熱的條件為:升溫速度為4?10°C /min，反應(yīng)溫度為100?150°C ;反應(yīng)條件為:pH值5?10，壓力0.1?0.5Mpa，裝填系數(shù)為50?75%，反應(yīng)3?6小時，所述改性反應(yīng)時間為10?40min，加入的所述改性劑和所述穩(wěn)定劑體積為反應(yīng)溶液體積的0.1%。
[0022]進(jìn)一步的，所述過濾得到晶須、干燥得到晶須產(chǎn)品過程，所述干燥的條件為:干燥溫度為80?110 °C，干燥時間為I?3h。
[0023]以工業(yè)鈣水和芒硝為原料生產(chǎn)石膏晶須，不僅可以有效利用工業(yè)廢水(鈣水、芒硝)，解決其排放問題，達(dá)到綠色化工的目的，完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策；而且石膏晶須屬于高科技環(huán)保產(chǎn)品，市場需求前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益明顯，投產(chǎn)后本區(qū)又有充足低廉的原料資源。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:
[0025]1、原料芒硝和鈣水均為工業(yè)副產(chǎn)物，當(dāng)前其主要作為廢棄物處理，該技術(shù)有效利用芒硝和鈣水資源生產(chǎn)高附加值無機(jī)新型材料。
[0026]2、反應(yīng)條件溫和，易于工業(yè)化實(shí)施。
[0027]3、經(jīng)過改性后得到的晶須長徑比為10?100，收率高，晶須的穩(wěn)定性好，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。
[0028]4、整個工藝過程無廢氣、廢水排放，達(dá)到綠色環(huán)保的要求。
【附圖說明】
[0029]圖1所示為本發(fā)明方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下文將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。
[0031]圖1所示為本發(fā)明方法流程圖。
[0032]由圖1可知:一種用芒硝和鈣水制備半水石膏晶須的方法，包括如下步驟:硫酸、鈣水除雜I ;芒硝的溶解2 ;過濾3 ;投入反應(yīng)釜反應(yīng)4 ;過濾5、配漿6 ;發(fā)生反應(yīng)7 ;過濾8得到晶須、干燥9得到晶須產(chǎn)品。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]工業(yè)鈣水中含有Ba2+、Sr2+等離子，加入質(zhì)量分率為20%的硫酸除雜。
[0035]芒硝與水混合在溶解槽中溶解。得到濃度為0.2硫酸鈉溶液。
[0036]過濾雜質(zhì)，得到凈化后的鈣水，加水配制濃度為0.2mol/L的鈣水溶液。
[0037]硫酸鈉溶液緩慢的加入到鈣水中并攪拌，鈣水與硫酸鈉溶液的體積比值為I ο攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)lOmin。
[0038]反應(yīng)后過濾得到硫酸鈣中間體，濾液返回到生產(chǎn)硫酸鈣中間體反應(yīng)器。濾餅加水配漿，水的質(zhì)量為硫酸鈣中間體質(zhì)量的10倍，并在攪拌釜中攪拌均勻。
[0039]得到的料漿在夾套式反應(yīng)釜中反應(yīng)，加入堿金屬鹽水合物晶型助長劑，其質(zhì)量為鈣質(zhì)量的5%。料漿升溫速度4°C /min，反應(yīng)溫度為100°C，pH值為5，壓力0.1Mpa，裝填系數(shù)為60%，反應(yīng)3小時。
[0040]到達(dá)反應(yīng)時間后，排出反應(yīng)釜內(nèi)水蒸汽并加入晶須油水性的乳化劑作為改性劑，以及堿金屬阜類穩(wěn)定劑，改性lOmin，所加入的改性劑和穩(wěn)定劑體積約為反應(yīng)溶液體積的0.
[0041]改性完成后趁熱過濾。濾液返回反應(yīng)釜充分利用原料。濾餅在熱空氣干燥器中干燥，干燥溫度為80°C，干燥時間為2h即得到半水石膏晶須產(chǎn)品。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]工業(yè)鈣水中含有Ba2+、Sr2+等離子，加入質(zhì)量分率為30%的硫酸除雜。
[0044]芒硝與水混合在溶解槽中溶解。得到濃度為1.0mol/L硫酸鈉溶液。
[0045]過濾雜質(zhì)，得到凈化后的鈣水，加水配制濃度為1.0mol/L的鈣水溶液。
[0046]硫酸鈉溶液緩慢的加入到鈣水中并攪拌，鈣水與硫酸鈉溶液的體積比值為1.8。攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)30min。
[0047]反應(yīng)后過濾得到硫酸鈣中間體，濾液返回到生產(chǎn)硫酸鈣中間體反應(yīng)器。濾餅加水配漿，水的質(zhì)量為硫酸鈣中間體質(zhì)量的50倍，并在攪拌釜中攪拌均勻。