[发明专利]一种无水硫酸钙晶须的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品生产、化工新材料领域。本发明涉及一种无水硫酸钙晶须的制备方法，更具体地说，是以碳酸钙(或氢氧化钙)为钙源，以二氧化硫为硫源，以硫酸铵液为介质溶液，然后进行搅拌反应先制得亚硫酸钙晶须，再经过滤、高温干燥得到无水石膏晶须。

背景技术

石膏晶须，别名：石膏纤维，硫酸钙晶须；长径比：20以上。石膏晶须具有较好的分散性及和其他材料的复合能力，在多种无机、有机胶凝材料中科做增强材料；具有良好的摩擦、保温、隔热、防火、非导体绝缘等性能，可作为摩擦材料、保温隔热材料以及防火(阻燃)材料等；具有纤维结构，可应用于造纸、涂料、橡胶、塑料等方面。

目前石膏晶须的制备方法主要是水热法。该法的工艺流程是：二水石膏→粉磨→料浆→水热反应→过滤→干燥→半水石膏晶须→锻烧→硬石膏晶须。其中，石膏原料可任选，但硫酸钙含量最好大于95％，细度最好80％小于60目，要求基本上无有害杂质。料浆的质量分数通常控制在5％-10％，质量分数是重要的控制因素。水热反应温度一般在105-150℃范围或更高，压力为202.65-506.63k Pa，时间0.5-8h，在最佳反应温度下应保温一段时间，以使全部硫酸钙都转变成晶须，成纤后立即将松散的晶须同过量的水分离。一般采用压滤，压滤时温度不得低于100℃，滤饼立即干燥，并趁热进行稳定化处理，就制成半水石膏晶须，其平均L/d可达60--100。将该半水石膏晶须在高温下(400-600℃)焙烧，即成死烧的不溶性硬石膏晶须，该产物能长时间保持稳定，在有水分存在时，也不易回复至水化状态。这种方法可以把一些废弃的二水石膏制成石膏晶须，但水热反应需要较高温度和较大压力。

硫酸钙晶须相关专利如下：

CN101550602公开了一种以脱硫石膏为原料的CaSO4晶须及其制备方法。其技术方案是：先将脱硫石膏、水和媒晶剂充分混合，形成悬浊液，其中：脱硫石膏质量浓度为1～8％，媒晶剂质量浓度为5～20％；再在常压、100～128℃和搅拌速率为120～210r/min条件下，或将上述悬浊液搅拌1～3小时，加入悬浊液质量0.5～1％的硫酸钙晶须作为晶种，反应1～3小时，加入改性剂，或将上述悬浊液搅拌3～8小时，直接加入改性剂，改性剂的加入量均为悬浊液质量的0.4～1％，搅拌0.5～1小时；然后经抽滤、洗涤和三段干燥，可获得三种不同类型的硫酸钙晶须。

CN1598083本发明为一种硫酸钙晶须的制备方法，整个生产以生石膏(CaSO4·2H2O)和水为原料，经过原料准备、合成反应、脱水干燥和精制除杂等项工序，其特征在于所选原料生石膏的有效含量达到95以上、白度在90％以上，和自来水混合制得生石膏料浆，经充分乳化后，加入反应器中使其发生化学反应，然后再进入到以后的工序。利用本方法生产的硫酸钙晶须产品性能优良，成本低廉，可在各行业中广泛应用，具有广阔的市场前景。

这些硫酸钙晶须的制备方法以天然或副产二水硫酸钙为原料，存在生产方法控制条件苛刻和产品白度不高、长径比不均、生产成本高，以及含结晶水等缺点。

发明内容

本申请的目的在于提供一种无水硫酸钙晶须制备方法，改变传统水热合成方法控制条件苛刻，难以工业化的缺点，生产无水硫酸钙晶须，以满足造纸等对无水硫酸钙晶须品质要求更高的需求。

本申请的方法是以碳酸钙或氢氧化钙为钙源，以二氧化硫为硫源，以硫酸铵液为介质溶液，钙源加入硫酸铵溶液后，在搅拌作用下，通入SO₂，反应先制得亚硫酸钙晶须，再经过滤、高温空气干燥得到无水石膏晶须。

本申请体现在以下几点：(1)以钙源溶解于硫酸铵盐溶液及硫酸铵盐溶液吸收SO₂为特点，硫酸铵溶液浓度为20％～40％(质量分数)，在钙源加入硫酸铵溶液后，在搅拌作用下，通入SO₂，反应先制得亚硫酸钙晶须，再经过滤、高温空气干燥得到无水石膏晶须。(2)可采用助晶剂，助晶剂浓度：1％～5％，促进晶须生长，达到更高长径比，晶须更均匀，并使生产操作弹性增大，易于工业化；所得硫酸钙晶须具有高长径比达30-200，高白度超90％，不含结晶水，可满足造纸等对石膏晶须品质要求更高的需求。(3)适用于独立生产过程，适用于燃煤烟气脱硫联产无水硫酸钙晶须，也适用于有色金属冶炼、硫酸生产等尾气处理联产无水硫酸钙晶须。

附图说明

附图1是实施例4工艺流程图

附图2是实施例5工艺流程图

附图3是实施例1制备的无水硫酸钙晶须效果图

具体实施方式

实施例1