[发明专利]一种利用石膏晶须残渣制备涂料的方法

说明书

本发明公开了一种利用石膏晶须残渣制备涂料的方法，其特征在于：将海藻酸钠、聚乙烯醇加到水中，加热溶解制备水溶液，再加入石膏晶须残渣，贝壳熟石灰、煅烧球土、ZIF‑67负载贝壳衍生Co基催化剂、磁性纳米粒子搅拌均匀，制备获得水性涂料。通过科学的设计石膏晶须的制备流程，根据滤渣的化学成设计颜填料功能和制备磁性纳米粒子方法，打造绿色环保，低成本，高附加值的可持续性发展的石膏晶须应用产业链。

技术领域

本发明属于涂料制备领域，具体涉及一种利用石膏晶须残渣制备涂料的方法。

背景技术

石膏晶须又称硫酸钙晶须，是一种纤维状晶体，在建材、化工、环保等领域应用前景广泛。具有高抗拉强度，高韧性，防火阻燃，耐磨耗，抗化学腐蚀的效果，直径一般为0.1～8μm，长度为0～300μm。

我国的工业副产石膏量十分巨大，钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水而产生的以C_aSO₄·2H₂O为主要成分的工业废渣。随着涂料和塑料的需求量增大，钛白粉行业出现了稳步增长的趋势。每生产1吨钛白粉可以产生6－10吨的钛石膏，综合利用率约为10％，是利用率最低的副产石膏。大量排放不仅占用土地，污染环境，破坏生态平衡，而且给钛白粉企业带来了巨大的经济负担影响扩大再生产。利用钛石膏制备石膏晶须，主要方法有常压盐法、水热法、有机溶剂法等，存在过多设备和技术问题。石膏晶须产量小，价格高，市场需求少。石膏晶须产业化需要解决关键制备技术、降低成本，开发市场应用。钛石膏制备白色石膏晶须技术难点之一是废水、废渣处置不当造成二次污染。由于没有理想的综合利用技术造成其大量堆积，因此对其科学高效的技术处置具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是钛石膏制备石膏晶须的绿色工艺，设计钛石膏制备石膏晶须的工艺流程，解决制备关键技术，走向产业化，扩大晶须材料应用领域。通过科学的设计石膏晶须的制备流程，根据滤渣的化学成设计颜填料功能和制备磁性纳米粒子方法，打造绿色环保，低成本，高附加值的可持续性发展的石膏晶须应用产业链。

本发明的方案如下：一种利用石膏晶须残渣制备涂料的方法，钛石膏预处理制备粉体工艺：块状钛石膏105℃烘干24h，粉磨30min，将磨好的钛石膏用保鲜膜覆盖，陈伏7d以上即可使用。

脱色处理工艺：将预处理钛石膏粉体，加入离子水磁力搅拌分散。加入浓盐酸溶解和贝壳熟石灰中和，过滤为清液和滤渣。滤渣产物放入真空干燥箱，温度设置200℃烘干至恒重。其中贝壳熟石灰的制备，选用含铁少白度高的牡蛎壳煅烧900℃，保温2h。冷却取出放置空气，自动粉化形成白色粉体。牡蛎壳无需粉磨，价格低廉，利废，环保。

晶须制备工艺：将转晶剂硫酸钠、三乙醇胺和丙三醇加入到清液中，搅拌充分溶解。所得溶液倒入500ml玻璃瓶,将盖密封拧紧后放入真空干燥箱中，将温度设定160℃并加热4h。待反应完全冷却后再打开，在SHB－ⅢA循环水式多用真空泵上进行抽滤，最后放入45℃真空干燥箱中烘干24h。制备的石膏晶须长径比大，分散性好，白度98％。传统采用浓硫酸转晶剂，晶须短小，团聚效应明显，有许多枝晶且杂乱分散性差，长度不均匀。浓硫酸加入的顺序是水热合成反应结束后，增加转晶工序。硫酸钠替代浓硫酸作为转晶剂，水热合成反应和转晶一体化进行。晶须发育好，易分散，减少酸污染，工艺简便，成本低，有利于废液的后序应用。

煅烧球土制备工艺：将球土用刚玉坩埚盛放，放到高温炉还原气氛煅烧。煅烧温度860℃，保温1h，冷却取出放置空气中48h，颜色由白色变为粉色。

ZIF-67负载贝壳衍生Co基催化剂的制备工艺：硝酸钴与二甲基咪唑的比值为1：4溶解在50ml的甲醇中，在室温下搅拌6h，制备ZIF-67。将鲍鱼壳浸泡在0.8g硝酸镍和0.2gZIF-67的溶液中，在烘箱里60℃烘干12h。管式炉中加热至350℃，保温时间2h，升温速率1℃/min。