[发明专利]一种制备二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须的方法及由其制得的产品

说明书

本发明涉及一种制备二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须的方法及由其制得的产品。所述制备二水硫酸钙晶须的方法为：以半水石膏或Ⅲ型无水石膏为原料，将其置于含有转晶剂的溶液中混合，进行水化结晶，得到所述二水硫酸钙晶须。所述制备半水硫酸钙晶须的方法为：将所述二水硫酸钙晶须经过加热处理即得。该制备方法的原料来源广泛，成本低，反应在温和条件下就能进行，反应时间较短，克服了制备硫酸钙晶须通常出现的能耗大、效率低等问题，且制备得到的晶须形貌完整均匀，长径比等性能参数大幅优化，整体制备工艺操作简单，绿色环保。

技术领域

本发明属于石膏晶须制备技术领域，具有涉及一种制备二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须的方法及由其制得的产品。

背景技术

石膏晶须是一种向轴向择优生长的的无机纤维状晶体，它具有均匀的横截面积、完整的外形、完善的内部结构，具有耐高温、强度高、韧性好、抗化学腐蚀、容易进行表面处理、与橡胶塑料等聚合物亲和力强等优点，常作为添加剂应用于塑料、橡胶、造纸等行业中。以造纸工业为例，石膏晶须长径比≥50时即可代替部分或大部分纸浆作为制造特种石膏纸，长径比≤50时可作为纸张的高级填料，此外石膏晶须的引入有望降低木材消耗及废物排放，同时可有效改善纸张白度、强度、耐折度等性能。与碳酸钙填料相比，硫酸钙晶须填料强度大，高亮度、高松厚度、高透明度、成本低，来源更广泛。同时大量的工业副产石膏往往采用陆地堆放和江、湖、海填埋方式进行处理，不仅侵占土地、污染环境，也造成了资源的极大浪费，因此用工业副产石膏生产高性能、高附加值的石膏晶须是很有意义的。

CN1314840C公开了一种在磷酸中制造石膏晶须的方法，制备磷酸浸取液：使用过量的浓度为30-40％的磷酸与磷矿进行浸取化学反应，控制温度为50-95℃，经过2-4h的反应，分出液相并加以过滤，得到磷酸浸取液；制备石膏晶须悬浮液：将磷酸浸取液逐渐加入浓度为30-35％的硫酸溶液中，在50-100℃的条件下搅拌反应120-150min；制备半水或无水石膏晶须：将上述石膏晶须悬浮液过滤、用沸水洗涤后，在120-200℃的温度下干燥。但该方法制备的石膏晶须是半水石膏晶须，且需要具有高浓度磷酸和硫酸且在较高温度、长时间反应等条件下才能完成。

CN103074667B公开了一种重结晶制备硫酸钙晶须的方法：(1)将主要成分为硫酸钙的原料投入硫酸溶液中搅拌，采用程序控制以一定速率将混合物升温至60-95℃并溶解20min-1h；(2)将溶解所得的悬浮液采用程序控制以一定速率降温至10-30℃，并陈化20min-2h；(3)将悬浮液进行固液分离，固相产物进行洗涤；(4)将固相产物在一定温度下干燥，即得到二水硫酸钙晶须。该方法是利用二水硫酸钙在高温浓硫酸溶液与低温浓硫酸溶液中的溶解度的差异(高温时石膏的溶解度有一定程度的增加)来制备二水石膏晶须，不但生产条件严酷、生产效率很低(在高低温硫酸溶液中石膏的溶解度之差较小)，生产的二水石膏晶须的直径偏大，长径比也不高。

CN101311355B公开了一种磷石膏制备硫酸钙晶须的方法，用固体废渣磷石膏为原料，在100-200℃下进行水热反应，经合成反应、过滤、加热溶解、热过滤和冷却结晶制备出晶须直径为1-4μm，长度50-200μm，直径和长度可控的半水硫酸钙晶须产品。此方法也需要很高的温度才能完成，且工艺繁琐。

综上，关于制备硫酸钙晶须的现有技术还存在许多不足，因此，开发出一种在温和条件下，简单、快速地制备直径小、长径比大的硫酸钙晶须是很有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须的方法及由其制得的产品。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种制备二水硫酸钙晶须的方法，所述方法为：以半水石膏或Ⅲ型无水石膏为原料，将其置于含有转晶剂的溶液中混合，进行水化结晶，得到所述二水硫酸钙晶须。