磷石膏(主要成分CaSO₄·2H₂O)是提取H₃PO₄的流程中,H2SO4分解磷礦產(chǎn)生的副產(chǎn)石膏,從環(huán)保和長遠(yuǎn)發(fā)展而言,磷石膏的再利用已事不宜遲。硫酸鈣晶須(Calcium Sulfate Whisker,簡寫CSW)是一種低價(jià)無毒的多功能無機(jī)晶須,應(yīng)用廣泛,常做增韌補(bǔ)強(qiáng)材料、摩擦材料和造紙等等,制備CSW是磷石膏變廢為寶的有效方法。一般常規(guī)制備辦法需使用高濃度酸為介質(zhì)或高壓環(huán)境,因此本論文采用溫和的常壓鹽溶液法,但此法一般以氯鹽為介質(zhì),氯離子會(huì)對制備晶須及生產(chǎn)晶須制品過程中,所使用的金屬元件產(chǎn)生腐蝕,增加設(shè)備維護(hù)成本。為防止晶須水化、增強(qiáng)與有機(jī)材料的相互容和性,一般還要對晶須進(jìn)行改性處理,常規(guī)的改性步驟一般先制備CSW成品,再進(jìn)行改性處理,即先制備后改性,過程繁瑣。針對這一系列問題,本課題主要研究了在常壓無氯鹽溶液中,將磷石膏溶解重結(jié)晶制備CSW的最佳工藝參數(shù);探討了硝酸鹽和硫酸鹽對CSW生成速率、晶體形貌的影響;提出了常壓無氯鹽溶液一步法制備及改性CSW,并成功制備出了疏水性CSW。在CSW的最...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1預(yù)處理磷石膏SEM圖

原狀磷石膏購自四川宏達(dá)股份有限公司，粉末狀，呈灰褐色，pH值為3.0，自由水含量約為18.2%。原狀磷石膏的主要成分為CaSO4·2H2O，含有部分磷酸氫鈣、可溶磷、可溶氟等雜質(zhì)。將原狀磷石膏經(jīng)45℃烘干、球磨之后，陳化24h，摻入0.4%生石灰，二次陳化24h，得到預(yù)處....

圖2不同Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)下試樣結(jié)晶水含量

為探究Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對磷石膏轉(zhuǎn)化為半水硫酸鈣晶須的影響，設(shè)置磷石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，反應(yīng)溫度為103℃，pH值為3，改變Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%、30%、35%、40%。樣品結(jié)晶水含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），見圖2；采用SEM對樣品形貌進(jìn)行分析，結(jié)果見圖3。圖3不....

圖3不同Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)下制備的試樣SEM圖

圖2不同Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)下試樣結(jié)晶水含量從圖3可看出，隨著Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，磷石膏轉(zhuǎn)化為半水硫酸鈣的速率逐漸加快，Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)，磷石膏8h內(nèi)不能完全轉(zhuǎn)化為半水硫酸鈣。這是因?yàn)槿芤褐辛资嗝撍兂砂胨嗟乃俾逝c水的活度有關(guān)，增加鹽溶....

圖4不同磷石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)下試樣結(jié)晶水含量

為最大程度利用磷石膏，制備形貌優(yōu)、長徑比較佳的硫酸鈣晶須。在Ca(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，反應(yīng)溫度為103℃，pH值為3的情況下，改變磷石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%、10%、12%、15%，考察磷石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)對硫酸鈣晶須生成的影響。樣品結(jié)晶水含量，見圖4；樣品微觀形貌，見圖5。圖....

本文編號：3958889