[发明专利]一种用芒硝和钙水制备半水石膏晶须的方法

说明书

技术领域

本发明属于制备石膏晶须的领域，具体涉及一种用芒硝和钙水制备半水石膏晶须的方法。

背景技术

石膏晶须，是一种新型的具有很高综合性能的无机材料。该材料具有高强度、高模量、高介电强度、耐磨耗、耐高温、耐腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、与高分子聚合物的亲和力强、无毒等诸多优良的理化能。可用于塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、磨擦和密封材料、包覆电线的高绝缘材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可作为保温材料、阻燃材料、耐火隔热材料、红外线反射材料；也可作为过滤器、催化剂及载体。石膏晶须价格仅为碳化硅晶须的1/200～1/300，具有其它晶须无可比拟的性价比，应用范围非常广泛，有较强的市场竞争力。

根据国外使用石膏晶须的情况，作为添加剂，石膏晶须的用量是基材的3～30％，一般为5～15％，如添加5％，若用于造纸行业，国内纸张年产总量500万吨以上，如有10％的纸张加石膏晶须，则需求50×5％＝2.5万吨；若用于塑料、橡胶行业，国内总产量800万吨以上，若有10％的产品添加石膏晶须，则需求80×5％＝4万吨，此外石膏晶须运用在磨擦材料、环境工程、轻质建材等领域，估计市场前景可望达200万吨/年。由于它用途广、市场需求量大，并且石膏晶须的生产成本低，具有较强的市场竞争力。石膏晶须产品已被列入国家鼓励类高新技术产业目录产品(是我国“863”高技术研究课题之一)。

国内制备石膏晶须的原料非常丰富，价廉易得，且很多原料可以来自生产过程中的副产品及废弃物，单就自贡地区可以用来制备石膏晶须的工业废弃物主要有盐泥及钙水63kt/a。芒硝是我国黏胶纤维生产中的主要副产物，且这类芒硝含杂质较多，其利用率很低，供远远大于求，大部分被作为废物直接排放到江河中，严重威胁着整个生态环境，污染了我国的淡水资源。

发明内容

本发明的主要目的之一在于解决：石膏晶须的原料芒硝含杂质较多，利用率很低，导致石膏晶须成品杂质含量高和产率低，直接排放到江河中严重威胁着整个生态环境的问题，提供了一种用芒硝和钙水制备半水石膏晶须的方法。

解决上述问题所采用的技术方案为：

一种用芒硝和钙水制备半水石膏晶须的方法，包括如下步骤：芒硝的溶解；硫酸、钙水除杂；过滤；投入反应釜反应；过滤、配浆；发生反应；过滤得到晶须、干燥得到晶须产品；

钙水除杂：在工业钙水中加入硫酸除杂；

芒硝的溶解：芒硝与水混合在溶解槽中溶解，得到硫酸钠溶液；

过滤：过滤加入硫酸后的钙水杂质，得到净化后的钙水，在所述净化后的钙水中加入水，得到钙水溶液；

投入反应釜反应：将所述钙水溶液加入到反应釜中，将所述硫酸钠溶液缓慢加入到所述钙水溶液中并搅拌进行反应，得到硫酸钙中间体；

过滤、配浆：过滤所述硫酸钙中间体，得到滤饼和滤液，将所述滤液加入到所述反应釜；所述滤饼加水配浆，并在搅拌釜中搅拌均匀，得到料浆；

发生反应：将所述料浆投入夹套式反应釜中反应，加入助长剂，对所述料浆进行加热，调节PH值和压力值后进行反应，反应后排除所述夹套式反应釜内水蒸汽并加入改性剂和稳定剂，进行改性反应，得到晶须；

过滤、干燥得到晶须产品：趁热过滤所述发生反应后得到的晶须，得到二次滤饼和滤液，将所述二次滤液返回所述夹套式反应釜中，所述二次滤饼在热空气干燥器中干燥，干燥后得到半水石膏晶须产品。

进一步的，所述芒硝的溶解中，所述的硫酸钠溶液的浓度为0.2～1.0mol/L。

进一步的，所述工业钙水中含有Ba²⁺、Sr²⁺离子。在所述工业钙水中加入的硫酸的质量分率为10％～30％。

进一步的，所述过滤加入硫酸后的钙水的杂质过程中得到的钙水溶液浓度为0.2～1.0mol/L。

进一步的，所述投入反应釜反应的过程中，所述钙水溶液与硫酸钠溶液的体积比值为1～2；反应条件为：搅拌速度为60～150转/分种，反应10～30min。

进一步的，所述过滤、配浆过程中，在所述滤饼中加水配浆，所述加水的质量为硫酸钙中间体质量的10～50倍。

进一步的，所述助长剂为碱金属盐水合物晶型助长剂，改性剂为晶须油水性的乳化剂，所述稳定剂为碱金属或碱土金属皂类稳定剂。