本文關(guān)鍵詞：常壓下石膏制備硫酸鈣晶須工藝研究

  更多相關(guān)文章： CaSO_4·0.5H_2O晶須 常壓 轉(zhuǎn)晶劑 循環(huán) 表面改性

【摘要】：我國石膏資源非常豐富,儲量位居世界前列,然而石膏主要用于建筑材料行業(yè),其價值低,經(jīng)濟(jì)效益十分有限。因此對石膏進(jìn)行深加工,提高其附加值,是石膏行業(yè)發(fā)展的必由之路。CaSO_4·0.5H_2O晶須強(qiáng)度高、彈性模量高、熱穩(wěn)定性好,價格低廉,是一種質(zhì)優(yōu)價廉的綠色環(huán)保材料,可用作增強(qiáng)材料、涂料紙張?zhí)畛洳牧�、摩擦材料、環(huán)保過濾材料等,有著廣闊的市場應(yīng)用前景,是目前無機(jī)晶須研究、開發(fā)的熱點(diǎn)之一。目前工業(yè)生產(chǎn)CaSO_4·0.5H_2O晶須的方法是水熱法,但是此方法需要高溫高壓,對設(shè)備要求高、安全性能差、產(chǎn)量低、產(chǎn)品形貌不均勻。本文針對以上問題,開發(fā)在常壓下利用石膏制備CaSO_4·0.5H_2O晶須的工藝,利用石膏為原料,在常壓下、低于100℃的條件下制備出直徑約3~5μm,長徑比40左右的CaSO_4·0.5H_2O晶須。本文系統(tǒng)地研究了晶須制備的工藝條件(轉(zhuǎn)晶劑種類及濃度、反應(yīng)溫度和時間、石膏料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH、攪拌速率)對CaSO_4·0.5H_2O晶須生長形貌的影響,還研究了反應(yīng)底液回收利用和產(chǎn)物表面改性處理。論文的主要工作及結(jié)論如下:(1)利用轉(zhuǎn)晶劑ZH-1(自制)調(diào)節(jié)CaSO_4·2H_2O和CaSO_4·0.5H_2O的溶解度,將其轉(zhuǎn)變溫度由110℃降低到90℃,反應(yīng)無需高壓,降低了設(shè)備要求和能耗;(2)通過正交試驗(yàn)得到較優(yōu)的工藝條件為:ZH-1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、石膏料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、攪拌速度為120r/min、pH7、反應(yīng)溫度為96℃、反應(yīng)時間1.5h;(3)選出對晶須生長有促進(jìn)作用的硫酸鈉作為晶型助長劑,其最佳用量為原料石膏質(zhì)量的8.3%;(4)底液循環(huán)利用,發(fā)現(xiàn)底液循環(huán)5次后制備的CaSO_4·0.5H_2O晶須形貌沒有明顯變化;(5)采用硬脂酸鈉對CaSO_4·0.5H_2O晶須進(jìn)行改性,考察硬脂酸鈉添加量、改性溫度和改性時間對改性效果的影響,得到優(yōu)化的改性工藝條件為:改性劑添加量為CaSO_4·0.5H_2O晶須質(zhì)量的5%,改性溫度為90℃,改性時間為20min,在優(yōu)化的工藝條件下,CaSO_4·0.5H_2O晶須改性活化指數(shù)達(dá)到0.73左右。
【關(guān)鍵詞】：CaSO_4·0.5H_2O晶須 常壓 轉(zhuǎn)晶劑 循環(huán) 表面改性
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-23
• 1.1 石膏概述9-10
• 1.1.1 石膏資源概況9
• 1.1.2 我國石膏資源開發(fā)利用現(xiàn)狀9
• 1.1.3 存在的問題9-10
• 1.2 晶須概述10-12
• 1.2.1 晶須特征10
• 1.2.2 晶須分類和應(yīng)用10-11
• 1.2.3 晶須生長機(jī)理11-12
• 1.3 硫酸鈣晶須概述12-15
• 1.3.1 硫酸鈣的結(jié)構(gòu)特征12-13
• 1.3.2 硫酸鈣晶須的性能13
• 1.3.3 硫酸鈣晶須的應(yīng)用和市場13-15
• 1.4 硫酸鈣晶須制備工藝研究進(jìn)展15-21
• 1.4.1 硫酸鈣晶須的制備方法16-18
• 1.4.2 硫酸鈣晶須表面改性18-19
• 1.4.3 硫酸鈣晶須的生長機(jī)理19-20
• 1.4.4 制備過程中的關(guān)鍵技術(shù)20-21
• 1.4.5 當(dāng)前研究存在的問題21
• 1.5 選題背景及意義21-22
• 1.6 論文主要研究內(nèi)容22
• 1.7 預(yù)期目標(biāo)22-23
• 第2章 晶須制備方法及表征方法23-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法及裝置25-27
• 2.3.1 硫酸鈣晶須制備方法25-26
• 2.3.2 結(jié)晶水測定(GB，，2000)26
• 2.3.3 Ca~(2+)濃度測定26
• 2.3.4 SO_4~(2-)濃度測定26-27
• 2.3.5 Cl~-濃度測定27
• 2.4 表征27-29
• 2.4.2 光學(xué)顯微鏡27
• 2.4.3 X射線衍射儀（XRD）27-28
• 2.4.4 掃描電鏡（SEM）與激光共聚焦顯微鏡28-29
• 第3章 工藝條件的影響29-43
• 3.1 底液成分對產(chǎn)物的影響29-33
• 3.1.1 轉(zhuǎn)晶劑種類對產(chǎn)物的影響29-31
• 3.1.2 ZH-1 濃度對產(chǎn)物的影響31-33
• 3.2 反應(yīng)溫度和時間對產(chǎn)物的影響33-35
• 3.3 料將濃度對產(chǎn)物的影響35-37
• 3.4 體系pH值對產(chǎn)物的影響37-38
• 3.5 攪拌速率對產(chǎn)物的影響38-39
• 3.6 正交試驗(yàn)39-41
• 3.7 小結(jié)41-43
• 第4章 晶型助長劑對硫酸鈣晶須形貌的影響43-49
• 4.1 晶型助長劑對產(chǎn)物的影響43-44
• 4.2 檸檬酸44-45
• 4.3 氯化鎂45-46
• 4.4 十二烷基苯磺酸鈉46-47
• 4.5 硫酸鈉47-48
• 4.6 小結(jié)48-49
• 第5章 底液的循環(huán)利用49-53
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法49
• 5.2 循環(huán)底液組分49-50
• 5.3 產(chǎn)物物相和形貌50-51
• 5.4 小結(jié)51-53
• 第6章 硫酸鈣晶須的表面改性53-56
• 6.1 改性劑添加量53-54
• 6.2 改性溫度54
• 6.3 改性時間54-55
• 6.4 小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果62

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