一種無水硫酸鈣晶須的制備方法
【專利摘要】一種無水硫酸鈣晶須制備方法，具體地說，是以碳酸鈣或氫氧化鈣為鈣源，以二氧化硫為硫源，以硫酸銨液為介質(zhì)溶液，鈣源加入硫酸銨溶液后，在攪拌作用下，通入SO2，反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫空氣干燥得到無水石膏晶須。本發(fā)明能達到的效果：反應條件溫和，工藝設備簡單，投資小；操作彈性大，易工業(yè)化生產(chǎn)；晶須長徑比大，可達30-200，品質(zhì)高；適用于獨立生產(chǎn)過程，適用于燃煤煙氣脫硫聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須，也適用于有色金屬冶煉、硫酸生產(chǎn)等尾氣處理聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須。
【專利說明】一種無水硫酸鈣晶須的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品生產(chǎn)、化工新材料領域。本發(fā)明涉及一種無水硫酸鈣晶須的制備方法，更具體地說，是以碳酸鈣(或氫氧化鈣)為鈣源，以二氧化硫為硫源，以硫酸銨液為介質(zhì)溶液，然后進行攪拌反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫干燥得到無水石膏晶須。
【背景技術】
[0002]石膏晶須，別名:石膏纖維，硫酸鈣晶須；長徑比:20以上。石膏晶須具有較好的分散性及和其他材料的復合能力，在多種無機、有機膠凝材料中科做增強材料；具有良好的摩擦、保溫、隔熱、防火、非導體絕緣等性能，可作為摩擦材料、保溫隔熱材料以及防火(阻燃)材料等；具有纖維結構，可應用于造紙、涂料、橡膠、塑料等方面。
[0003]目前石膏晶須的制備方法主要是水熱法。該法的工藝流程是:二水石膏一粉磨—料楽水熱反應一過濾一干燥一半水石骨晶須一鍛燒一硬石骨晶須。其中，石骨原料可任選，但硫酸鈣含量最好大于95%，細度最好80%小于60目，要求基本上無有害雜質(zhì)。料漿的質(zhì)量分數(shù)通?？刂圃?% _10%，質(zhì)量分數(shù)是重要的控制因素。水熱反應溫度一般在105-150°C范圍或更高，壓力為202.65-506.63k Pa，時間0.5_8h，在最佳反應溫度下應保溫一段時間，以使全部硫酸鈣都轉變成晶須，成纖后立即將松散的晶須同過量的水分離。一般采用壓濾，壓濾時溫度不得低于100°C，濾餅立即干燥，并趁熱進行穩(wěn)定化處理，就制成半水石膏晶須，其平均L/d可達60—100。將該半水石膏晶須在高溫下(400-600°C)焙燒，即成死燒的不溶性硬石膏晶須，該產(chǎn)物能長時間保持穩(wěn)定，在有水分存在時，也不易回復至水化狀態(tài)。這種方法可以把一些廢棄的二水石膏制成石膏晶須，但水熱反應需要較高溫度和較大壓力。
[0004]硫酸鈣晶須相關專利如下:`[0005]CN101550602公開了一種以脫硫石膏為原料的CaS04晶須及其制備方法。其技術方案是:先將脫硫石膏、水和媒晶劑充分混合，形成懸濁液，其中:脫硫石膏質(zhì)量濃度為I~8%，媒晶劑質(zhì)量濃度為5~20%;再在常壓、100~128°C和攪拌速率為120~210r/min條件下，或?qū)⑸鲜鰬页匾簲嚢鐸~3小時,加入懸池液質(zhì)量0.5~I %的硫酸鈣晶須作為晶種，反應I~3小時，加入改性劑，或?qū)⑸鲜鰬覞嵋簲嚢?~8小時，直接加入改性劑，改性劑的加入量均為懸濁液質(zhì)量的0.4~1%，攪拌0.5~I小時；然后經(jīng)抽濾、洗滌和三段干燥，可獲得三種不同類型的硫酸鈣晶須。
[0006]CN1598083本發(fā)明為一種硫酸鈣晶須的制備方法，整個生產(chǎn)以生石膏(CaS04 ? 2H20)和水為原料，經(jīng)過原料準備、合成反應、脫水干燥和精制除雜等項工序，其特征在于所選原料生石膏的有效含量達到95以上、白度在90%以上，和自來水混合制得生石膏料漿，經(jīng)充分乳化后，加入反應器中使其發(fā)生化學反應，然后再進入到以后的工序。利用本方法生產(chǎn)的硫酸鈣晶須產(chǎn)品性能優(yōu)良，成本低廉，可在各行業(yè)中廣泛應用，具有廣闊的市場前景。[0007]這些硫酸鈣晶須的制備方法以天然或副產(chǎn)二水硫酸鈣為原料，存在生產(chǎn)方法控制條件苛刻和廣品白度不聞、長徑比不均、生廣成本聞，以及含結晶水等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請的目的在于提供一種無水硫酸鈣晶須制備方法，改變傳統(tǒng)水熱合成方法控制條件苛刻，難以工業(yè)化的缺點，生產(chǎn)無水硫酸鈣晶須，以滿足造紙等對無水硫酸鈣晶須品質(zhì)要求更高的需求。
[0009]本申請的方法是以碳酸鈣或氫氧化鈣為鈣源，以二氧化硫為硫源，以硫酸銨液為介質(zhì)溶液，鈣源加入硫酸銨溶液后，在攪拌作用下，通入SO2，反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫空氣干燥得到無水石膏晶須。
[0010]本申請體現(xiàn)在以下幾點:(I)以鈣源溶解于硫酸銨鹽溶液及硫酸銨鹽溶液吸收SO2為特點，硫酸銨溶液濃度為20%~40% (質(zhì)量分數(shù))，在鈣源加入硫酸銨溶液后，在攪拌作用下，通入SO2，反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫空氣干燥得到無水石膏晶須。(2)可采用助晶劑，助晶劑濃度:1%~5%，促進晶須生長，達到更高長徑比，晶須更均勻，并使生產(chǎn)操作彈性增大，易于工業(yè)化；所得硫酸鈣晶須具有高長徑比達30-200，高白度超90%，不含結晶水，可滿足造紙等對石膏晶須品質(zhì)要求更高的需求。(3)適用于獨立生產(chǎn)過程，適用于燃煤煙氣脫硫聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須，也適用于有色金屬冶煉、硫酸生產(chǎn)等尾氣處理聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1是實施例4工藝流程圖
[0012]附圖2是實施例5工藝流程圖
[0013]附圖3是實施例1制備的無水硫酸鈣晶須效果圖
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]配制25% (質(zhì)量分數(shù))的硫酸銨溶液75ml，稱取1.0g碳酸鈣與之濕磨調(diào)漿，加入吸收瓶中，放入50°C恒溫水浴中，通入S02(濃度為5%，N2為充填氣，流量控制為100ml/min)，進行反應80min，經(jīng)過濾、干燥得到亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)高溫空氣反應得到無水石膏晶須。
[0016]本實施例1得到的無水硫酸鈣晶須具有聞長徑比達30-200,聞白度超90*%。
[0017]實施例2
[0018]配制25% (質(zhì)量分數(shù))的硫酸銨溶液50ml，添加3g助晶劑制成介質(zhì)溶液，稱取
0.5g碳酸鈣與之濕磨調(diào)漿，加入吸收瓶中，放入50°C恒溫水浴中，通入S02(濃度為5%，N2為充填氣，流量控制為100ml/min)，進行反應50min，經(jīng)過濾、干燥得到亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)高溫空氣反應得到無水石膏晶須。
[0019]本實施例2得到的無水硫酸鈣晶須具有聞長徑比達50-200,聞白度超90*%。
[0020]實施例3
[0021 ] 配制25 % (質(zhì)量分數(shù))的硫酸銨溶液75ml，稱取0.Sg氫氧化鈣與之濕磨調(diào)漿，加入吸收瓶中，放入50°C恒溫水浴中，通入SO2 (濃度為5%，N2為充填氣，流量控制為100ml/min)，進行反應80min，經(jīng)過濾、干燥得到亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)高溫空氣反應得到無水石膏晶須。
[0022]本實施例3得到的無水硫酸鈣晶須具有高長徑比達30-150，高白度達90%。
[0023]實施例4
[0024]圖1中吸收塔1，循環(huán)泵2，漿液泵3，旋流器4，壓濾機5，石灰石漿液槽6，石灰石漿液泵7，洗滌水槽8，洗滌水泵9。煙氣A，凈化煙氣B，工藝水C，脫硫渣(亞硫酸鈣)D，石灰石(碳酸鈣)E
[0025]流量為200000Nm3/h，經(jīng)熱管換熱器換熱降溫的煙氣A (溫度約為50°C )首先進入脫硫吸收塔I中部，與從上部噴淋下的循環(huán)液接觸，循環(huán)液中硫酸銨的濃度為25% (質(zhì)量分數(shù))，塔底漿液通過漿液泵2實現(xiàn)循環(huán)，循環(huán)漿液量為480m3/h ;石灰石E在石灰石漿液槽6中制成10% (質(zhì)量分數(shù))液漿后用石灰石漿液泵7打進吸收塔，通過噴淋洗滌，煙氣中的二氧化硫、粉塵被除去，再經(jīng)塔頂50°C洗滌水洗滌，凈化煙氣B再經(jīng)熱管換熱器升溫離開吸收系統(tǒng)送煙囪。
[0026]脫硫塔下部槽體部分漿液由漿液泵3打入旋流器4，經(jīng)旋流分離，旋流分離器4底流送過濾機5過濾并洗滌，過濾液與旋流頂液合并送石灰石漿液槽6，洗滌用工藝水C洗滌過濾機濾餅，收集于洗滌液槽8，由洗滌液泵9送吸收塔I除霧，過濾固相為脫硫渣(亞硫酸鈣)D送高溫空氣干燥得到無水硫酸鈣晶須。
[0027]在石灰石漿液槽6中加入720Kg/h的石灰石E，與來自分離工序壓濾液、與旋流頂液制漿，漿液中碳酸 鈣含量為10%，通過石灰石漿液泵7送入吸收塔I。
[0028]整個系統(tǒng)運行后，煙氣脫硫效率達到99%，脫硫渣中碳酸鈣含量小于0.2%，無水硫酸鈣晶須長徑比30-150。
[0029]實施例5
[0030]圖2中吸收塔1，循環(huán)泵2，漿液泵3，旋流器4，過濾機5，工藝水槽6，工藝水泵7，電石泥漿槽8，電石泥漿液泵9 ;煙氣A，凈化煙氣B，洗滌水C，脫硫渣D，電石泥E。
[0031]進入吸收塔I的流量為200000Nm3/h，溫度為140°C的煙氣A首先進入脫硫吸收塔I中部，與從上部噴淋下的循環(huán)液接觸，通過循環(huán)泵2的循環(huán)液中硫酸銨的濃度為25%，循環(huán)液量為480m3/h ;不設氧化風機；805Kg/h的50%電石泥E進入電石泥漿液槽8，由電石泥漿液泵9輸送進吸收塔I底部，在側攪拌的作用下與塔內(nèi)漿液混合。通過噴淋洗滌，煙氣中的二氧化硫、粉塵被除去，再經(jīng)塔頂50°C工藝水洗滌，凈化煙氣B離開吸收系統(tǒng)送煙囪。脫硫塔下部槽體溶液溫度約80°C，部分漿液由漿液泵3排至脫硫渣脫水工序，流量為20m3/h。
[0032]由吸收塔I底部來漿液經(jīng)漿液泵3送旋流器，旋流器3底流送過濾機5，濾渣再經(jīng)洗滌水C洗滌后送脫硫渣D送高溫空氣干燥得到無水硫酸鈣晶須。旋流器4的頂流、過濾機過濾液及洗滌水收集于工藝水槽6，由工藝水泵7送吸收塔I頂部。
[0033]本例5能達到的效果:(I)脫硫率> 97% ；(2)脫硫渣中氫氧化鈣、碳酸鈣含量(1.0%，無水硫酸鈣晶須長徑比30-150。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:反應條件溫和，工藝設備簡單，投資??；操作彈性大，易工業(yè)化生產(chǎn)；晶須長徑比大，可達30-200，品質(zhì)高；適用于獨立生產(chǎn)過程，適用于燃煤煙氣脫硫聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須，也適用于有色金屬冶煉、硫酸生產(chǎn)等尾氣處理聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須。
【權利要求】
1.一種石膏晶須制備方法，其特征是:以碳酸鈣或氫氧化鈣為鈣源，以二氧化硫為硫源，以硫酸銨液為介質(zhì)溶液，鈣源加入硫酸銨溶液后，在攪拌作用下，通入SO2，反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫空氣干燥得到無水石膏晶須。
2.根據(jù)權利I所述的石膏晶須制備方法，其特征在于:以鈣源溶解于硫酸銨鹽溶液及硫酸銨鹽溶液吸收SO2為特點，硫酸銨溶液濃度為20 %~40 % (質(zhì)量分數(shù))，在鈣源加入硫酸銨溶液后，在攪拌作用下，通入SO2，反應先制得亞硫酸鈣晶須，再經(jīng)過濾、高溫空氣干燥得到無水石膏晶須。
3.根據(jù)權利I所述的石膏晶須制備方法，其特征在于:可采用助晶劑，助晶劑濃度:1%~5%，促進晶須生長，達到更高長徑比，晶須更均勻，并使生產(chǎn)操作彈性增大，易于工業(yè)化；所得硫酸鈣晶須具有高長徑比達30-200，高白度超90%，不含結晶水，可滿足造紙等對石膏晶須品質(zhì)要求更高的需求。
4.根據(jù)權利I所 述的石膏晶須制備方法，其特征在于:適用于獨立生產(chǎn)過程，適用于燃煤煙氣脫硫聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須，也適用于有色金屬冶煉、硫酸生產(chǎn)等尾氣處理聯(lián)產(chǎn)無水硫酸鈣晶須。
【文檔編號】C30B29/62GK103757705SQ201310729337
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】陶俊, 陶陶 申請人:淮南市明月環(huán)保科技有限責任公司