CN110284197A - 一种石膏晶须清洁环保的生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种石膏晶须清洁环保的生产方法，在含有氯离子的溶液中，由氯化钙与硫酸钠反应，制得石膏晶须，具体为，在含氯化钙的溶液中加入硫酸钠的溶液或固体，或在含氯离子的硫酸钠的溶液中加入氯化钙的溶液或固体，利用Cl‑离子在溶液中的制模作用，迫使Ca2+与SO4 2‑结合形成硫酸钙的过程定向生长，0～135℃常压反应3～30h，生产出石膏晶须，并利用Cl‑产生的同离子效应，使石膏晶须产生过程溶液中产生的氯化钠结晶析出，克服现有技术需要高温高压或常压酸化制备石膏晶须存在工艺条件苛刻、废水治理成本高，环境危害大的缺陷，实现石膏晶须清洁环保的生产工艺过程。

Description

一种石膏晶须清洁环保的生产方法
技术领域
本发明涉及一种石膏晶须清洁环保的生产方法，属于无机材料制备技术领域。
背景技术
石膏晶须是纤维状或针状的硫酸钙单晶体，其具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、与橡胶塑料等高分子聚合物的亲和能力强、价格低廉等优点，既可以作为增强组元、无机填充材料，同时还可以起到阻燃、增加白度等作用，应用领域非常广泛。
众所周知，无论是在含Ca2+的溶液中加入含SO4 2-的液体或固体，还是在含SO4 2-的溶液中加入含Ca2+的液体或固体，最终得到的产物通常都是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，即二水石膏。二水石膏是单斜晶系，晶体为板状，通常呈致密的白色块状。用含Ca2+的溶液与含SO4 2-的液体或固体接触，或用含SO4 2-的溶液与含Ca2+的液体或固体接触直接得到石膏晶须，还未见报道。
石膏晶须通常以二水石膏为原料，采用水压热法或常压酸化法生产。水压热法是将二水石膏加入到有转晶剂的盐溶液中，在高温高压的条件下，使二水石膏转化成石膏晶须，该方法对设备要求高，操作复杂，能耗大成本高。常压酸化法是将二水石膏加入到浓盐酸或浓硫酸中，加热溶解，冷却结晶陈化，析出石膏晶须。常压酸化法对所用设备及管道腐蚀严重，产出的母液酸性强，废水治理成本高，环境危害大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，操作简便，节能高效的石膏晶须清洁环保的生产方法。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，在含有氯离子的溶液中，由氯化钙与硫酸钠反应，制得石膏晶须。
所述含有氯离子的溶液中，Cl-离子的浓度≥2mol/L。
本发明需保证反应前的溶液中先有氯离子存在，例如反应前的含氯化钙溶液或者含有氯离子的硫酸钠溶液，巧妙地利用Cl-离子在溶液中的制模作用，以氯化钙和硫酸钠为原料，迫使Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙的过程定向生长，无需高温高压就能获得石膏晶须。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，具体为：
在含氯化钙的溶液中，按Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙理论量的0.5～1.0倍，搅拌加入硫酸钠反应后过滤得石膏晶须和第一反应后液，然后在第一反应后液中补加氯化钙，利用Cl-产生的同离子效应，迫使其中的氯化钠结晶析出，过滤得氯化钠晶体及结晶母液，所得结晶母液返回继续用于石膏晶须的生产，实现石膏晶须的清洁环保生产工艺过程，或
在含氯离子的硫酸钠的溶液中，按Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙理论量的0.5～1.0倍，搅拌加入氯化钙反应后过滤得结晶析出物及第二反应后液，然后在第二反应后液中补加硫酸钠，返回继续用于石膏晶须的生产，所得结晶析出物(结晶析出物为石膏晶须与氯化钠晶体的混合物)加水洗涤过滤，得石膏晶须和氯化钠溶液，然后在氯化钠溶液中加入氯化钙，利用Cl-产生的同离子效应，迫使其中的氯化钠结晶析出，过滤得氯化钠晶体及氯化钙溶液，所得氯化钙溶液返回继续用于石膏晶须的生产，实现石膏晶须的清洁环保生产工艺过程。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述含氯化钙的溶液中Cl-浓度为2～10mol/L，其中CaCl2的浓度为1～5mol/L，溶液的pH值为1～10；所述含氯化钙的溶液中还含有0～3mol/L的NaCl或/和MgCl2。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述硫酸钠选自十水硫酸钠、七水硫酸钠、无水硫酸钠中的一种固体或其溶液，0～135℃反应3～30h。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，在第一反应后液中补加氯化钙，维持CaCl2的浓度为1～5mol/L。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述含氯化钙的溶液或含氯离子的硫酸钠的溶液先用氢氧化钠调节溶液的pH值为5～11，使其中的有害杂质沉淀析出，液固分离后，再用盐酸回调pH至8～1。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述含氯离子的硫酸钠的溶液是指含Cl-浓度为2～6mol/L的Na2SO4溶液，其中Na2SO4的浓度为0.5～3.5mol/L；Cl-的来源选自NaCl或/和MgCl2。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述氯化钙选自无水氯化钙、二水氯化钙、六水氯化钙中的一种固体或其溶液，0～135℃反应3～30h。
本发明一种石膏晶须清洁环保的生产方法，所述石膏晶须为二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须、无水硫酸钙晶须中的一种。
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：
本发明以氯化钙和硫酸钠为原料，巧妙地利用Cl-离子在溶液中的制模作用，迫使Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙的过程定向生长，无需高温高压能获得石膏晶须，并利用Cl-产生的同离子效应，使石膏晶须产生过程溶液中形成的氯化钠结晶析出，结晶母液返回循环使用，进而实现石膏晶须清洁环保的生产工艺过程。克服了现有技术需要高温高压或常压酸化制备石膏晶须存在工艺条件苛刻、废水治理成本高，环境危害大的缺陷。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
用二水氯化钙和水配成含CaCl2335g/L的溶液500mL，搅拌加入190g无水硫酸钠，室温搅拌24h，过滤得滤液和滤饼，所得滤饼洗涤烘干后，得白度＞98％的直径为5-15um、长度为50-230um的二水石膏晶须。然后往滤液中搅拌加入无水氯化钙，调CaCl2浓度至345g/L，过滤得纯度为99.5％的氯化钠晶体及其结晶母液，所得结晶母液返回继续用于石膏晶须的生产。
实施例2
取含CaCl2225g/L、MgCl248g/L、NaCl 30g/L的卤水1000mL，先加氢氧化钠调pH至9.5，加双氧水氧化过滤，去除其中Fe、Mn等杂质，然后加入稀盐酸回调pH至中性，溶液加热至45℃恒温，搅拌加入无水Na2SO4282g，反应8h过滤得长径比为10～100的二水石膏晶须及其反应后液，所得石膏晶须洗涤后，400℃干燥2h得白度＞98％的无水石膏晶须产品268g，然后在反应后液中搅拌加入无水氯化钙，调溶液Ca2+浓度至80.5g/L，过滤得209g纯度为99.3％的氯化钠晶体及其结晶母液，所得结晶母液返回继续用于石膏晶须的生产。
实施例3
取Na2SO4230g/L、MgCl23.9g/L的工业废液1000mL，搅拌加入NaCl 280g，先加减调pH至10，并加入双氧水，过滤去除其中的杂质后，滤液加盐酸调pH至2.5，并加入50mL乙二醇，然后按Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙理论量的1倍，搅拌缓慢滴加浓度为565g/L的CaCl2溶液，115℃反应6h，过滤得结晶析出物及反应后液，然后在反应后液中补加无水硫酸钠调Na2SO4浓度至290g/L，反应后液返回继续用作石膏晶须的生产，所得结晶析出物加水85℃洗涤过滤，得直径为3-8um、长度为80-310um的白度＞98％的半水石膏晶须及氯化钠的饱和溶液，然后往氯化钠饱和溶液中加入无水氯化钙，调CaCl2浓度至510g/L，利用Cl-产生的同离子效应，迫使其中的氯化钠结晶析出，过滤得纯度为99.1％的氯化钠晶体及其结晶母液，所得结晶母液返回继续用于石膏晶须的生产。
对比例1
取55g无水氯化钙和70g无水硫酸钠加300mL水搅拌溶解，加水搅拌后溶液中立即形成白色沉淀，继续搅拌1h，过滤、洗涤、烘干得82.1g白色粉末，该粉末显微镜观察发现，是花瓣状(块状)的普通石膏，而非石膏晶须。
对比例2
先取71g无水硫酸钠加250mL水溶解，然后搅拌加入73g二水氯化钙，二水氯化钙加入不到5分钟，溶液中立即形成大量白色沉淀，继续半小时，过滤、洗涤、烘干得83.2g白色粉末，所得粉末显微镜观察发现，同样是花瓣状(块状)的普通石膏，而非石膏晶须。

Claims (10)

1.一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：在含有氯离子的溶液中，由氯化钙与硫酸钠反应，制得石膏晶须。
2.根据权利要求1所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述含有氯离子的溶液中，Cl-离子的浓度≥2mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于，
在含氯化钙的溶液中，按Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙理论量的0.5～1.0倍，搅拌加入硫酸钠反应后过滤得石膏晶须和第一反应后液，然后在第一反应后液中补加氯化钙，利用Cl-产生的同离子效应，迫使其中的氯化钠结晶析出，过滤得氯化钠晶体及结晶母液，所得结晶母液返回继续用于石膏晶须的生产，实现石膏晶须的清洁环保生产工艺过程，或
在含氯离子的硫酸钠的溶液中，按Ca2+与SO4 2-结合形成硫酸钙理论量的0.5～1.0倍，搅拌加入氯化钙反应后过滤得结晶析出物及第二反应后液，然后在第二反应后液中补加硫酸钠，返回继续用于石膏晶须的生产，所得结晶析出物加水洗涤过滤，得石膏晶须和氯化钠溶液，然后在氯化钠溶液中加入氯化钙，利用Cl-产生的同离子效应，迫使其中的氯化钠结晶析出，过滤得氯化钠晶体及氯化钙溶液，所得氯化钙溶液返回继续用于石膏晶须的生产，实现石膏晶须的清洁环保生产工艺过程。
4.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述含氯化钙的溶液中Cl-浓度为2～10mol/L，其中CaCl2的浓度为1～5mol/L，溶液的pH值为1～10。
5.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述硫酸钠选自十水硫酸钠、七水硫酸钠、无水硫酸钠中的一种固体或其溶液，0～135℃反应3～30h。
6.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：在第一反应后液中补加氯化钙，维持CaCl2的浓度为1～5mol/L。
7.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述含氯化钙的溶液或含氯离子的硫酸钠的溶液先用氢氧化钠调节溶液的pH值为5～11，使其中的有害杂质沉淀析出，液固分离后，再用盐酸回调pH至8～1。
8.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述含氯离子的硫酸钠的溶液是指含Cl-浓度为2～6mol/L的Na2SO4溶液，其中Na2SO4的浓度为0.5～3.5mol/L。
9.根据权利要求3所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述氯化钙选自无水氯化钙、二水氯化钙、六水氯化钙中的一种固体或其溶液，0～135℃反应3～30h。
10.根据权利要求3-9任一项所述的一种石膏晶须清洁环保的生产方法，其特征在于：所述石膏晶须为二水硫酸钙晶须、半水硫酸钙晶须、无水硫酸钙晶须中的一种。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170661A (zh) * 2020-02-12 2020-05-19 烟台大学 一种钛石膏制备石膏晶须增强水泥基材料的绿色工艺
CN112850772A (zh) * 2021-01-29 2021-05-28 中蓝长化工程科技有限公司 一种利用萤石矿含钙废液制备硫酸钙的方法
CN115259199A (zh) * 2021-04-29 2022-11-01 中国科学院过程工程研究所 一种脱氟剂制备方法和含氟溶液的资源化利用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053418A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Shikoku Chem Corp 石膏繊維の製造方法
CN106629792A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 浙江联大化工股份有限公司 一种联产高纯氢氧化镁及其副产物制备晶须硫酸钙的工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053418A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Shikoku Chem Corp 石膏繊維の製造方法
CN106629792A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 浙江联大化工股份有限公司 一种联产高纯氢氧化镁及其副产物制备晶须硫酸钙的工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
聂丽等: "《基础化学分级实验》", 30 April 2016, 中国科学技术大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170661A (zh) * 2020-02-12 2020-05-19 烟台大学 一种钛石膏制备石膏晶须增强水泥基材料的绿色工艺
CN112850772A (zh) * 2021-01-29 2021-05-28 中蓝长化工程科技有限公司 一种利用萤石矿含钙废液制备硫酸钙的方法
CN115259199A (zh) * 2021-04-29 2022-11-01 中国科学院过程工程研究所 一种脱氟剂制备方法和含氟溶液的资源化利用方法
CN115259199B (zh) * 2021-04-29 2023-12-12 中国科学院过程工程研究所 一种脱氟剂制备方法和含氟溶液的资源化利用方法

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