本文關(guān)鍵詞：磷石膏碳酸化—沉淀—水熱制硫酸鈣晶須過(guò)程研究

  更多相關(guān)文章： 磷石膏 硫酸鈣晶須 碳酸化-沉淀-水熱工藝 雜質(zhì)影響 作用機(jī)理

【摘要】：我國(guó)磷復(fù)肥產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng),磷石膏的產(chǎn)排量也隨之增大,2014年全國(guó)磷石膏產(chǎn)生量約7400萬(wàn)噸。而云南省作為磷資源大省之一,其排放量占全國(guó)總量的1/5左右,但磷石膏利用率卻不足20%。提高磷石膏綜合利用率既是磷復(fù)肥行業(yè)必須面對(duì)的緊迫問(wèn)題,也是有效解決環(huán)境、資源問(wèn)題的途徑之一。磷石膏制備硫酸鈣晶須是高效利用磷復(fù)肥企業(yè)固體廢棄物的舉措,因而成為研究熱點(diǎn)。本文以磷石膏為原料,采用碳酸化-沉淀-水熱新工藝制備硫酸鈣晶須。首先,研究了碳酸化-沉淀-水熱過(guò)程的工藝條件對(duì)晶須形貌的影響。磷石膏碳酸化轉(zhuǎn)化最佳工藝條件為:碳酸化試劑為碳酸鈉、用量系數(shù)1.2、轉(zhuǎn)化時(shí)間1.5 h及轉(zhuǎn)化溫度45 ℃,此時(shí)磷石膏轉(zhuǎn)化率大于99%;沉淀過(guò)程中沉淀劑氯化鈣濃度0.4 mol·L-1,反應(yīng)溫度25 ℃,鈣硫摩爾比為2以及反應(yīng)時(shí)間3 h,在此條件下制備的石膏前驅(qū)體主要成分為二水硫酸鈣,粒徑在20 μm左右;水熱過(guò)程最佳工藝條件:水熱溫度150 ℃、水熱時(shí)間4h、甲酸調(diào)節(jié)體系pH 3～4及固含率2%,在此條件下得到長(zhǎng)徑比150、純度98.9%、白度97.0%的半水硫酸鈣晶須。其次,研究了可溶磷雜質(zhì)、鐵雜質(zhì)及鋁雜質(zhì)對(duì)水熱制備硫酸鈣晶須的影響。水熱溶液中可溶磷含量1.0%有利于半水硫酸鈣晶須的制備;鐵雜質(zhì)的存在對(duì)晶須形貌影響不大;鋁雜質(zhì)的存在對(duì)晶須形貌影響較大,Al2O3含量越大,水熱體系中[Ca2+]/[SO42-]越小,且會(huì)生產(chǎn)Al(OH)3沉淀,不利于半水硫酸鈣的軸向生長(zhǎng),故在水熱制備半水硫酸鈣過(guò)程中應(yīng)盡量避免有鋁雜質(zhì)。最后,研究了甲酸復(fù)合金屬離子(Mg2+,Fe3+,Cu2+)對(duì)晶須的影響,并進(jìn)行了機(jī)理初探。以甲酸為pH調(diào)節(jié)劑,使得體系pH=3.42,MgC12添加量為0.5%(wt)時(shí),產(chǎn)物直徑為2.0μm,長(zhǎng)度為388 μm,長(zhǎng)徑比達(dá)到最大值194,初步推測(cè)鎂離子對(duì)晶須影響機(jī)理涉及到晶面的選擇性吸附機(jī)理和同離子效應(yīng)作用;FeCl3添加量為1.0%wt時(shí),產(chǎn)物直徑為1.9 μm,長(zhǎng)度先增加后略減小,長(zhǎng)徑比達(dá)到最大值185.26,初步推測(cè)鐵離子對(duì)晶須影響機(jī)理主要為鐵替位式進(jìn)入晶須晶格;CuCl2添加量為1.0%(wt)時(shí),晶須直徑為2.0μm,而長(zhǎng)度一直增加到408μm,長(zhǎng)徑比高達(dá)204,初步推測(cè)銅離子對(duì)晶須影響機(jī)理主要為晶面的選擇性吸附。
【關(guān)鍵詞】：磷石膏 硫酸鈣晶須 碳酸化-沉淀-水熱工藝 雜質(zhì)影響 作用機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 磷石膏概況11-13
• 1.2 磷石膏中雜質(zhì)及其影響13-16
• 1.2.1 磷石膏中主要雜質(zhì)及其影響13-14
• 1.2.2 磷石膏除雜研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 磷石膏制備硫酸鈣晶須研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 硫酸鈣晶須的性能及應(yīng)用16-19
• 1.3.2 磷石膏制備硫酸鈣晶須的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 晶體生長(zhǎng)機(jī)理及其定向調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4.1 晶體生長(zhǎng)機(jī)理研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4.2 晶體定向調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 課題研究背景、意義及內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究背景23-24
• 1.5.2 研究意義24
• 1.5.3 研究?jī)?nèi)容24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)原料試劑、儀器及方法25-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料25-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備27-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 2.3.1 磷石膏酸化轉(zhuǎn)化29
• 2.3.2 水熱前驅(qū)體制備29-30
• 2.3.3 水熱合成硫酸鈣晶須30
• 2.4 分析方法30-34
• 2.4.1 物性表征31-32
• 2.4.2 組成分析32-34
• 第三章 磷石膏碳酸化-沉淀-水熱制備硫酸鈣晶須研究34-50
• 3.1 碳酸化轉(zhuǎn)化過(guò)程工藝條件研究34-36
• 3.2 沉淀制備前驅(qū)體工藝條件36-38
• 3.3 水熱制備硫酸鈣晶須過(guò)程工藝條件研究38-49
• 3.3.1 水熱溫度38-41
• 3.3.2 水熱時(shí)間41-43
• 3.3.3 酸試劑及水熱體系pH43-47
• 3.3.4 水熱體系固含率47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 雜質(zhì)對(duì)水熱制硫酸鈣晶須的影響研究50-76
• 4.1 磷雜質(zhì)的影響50-60
• 4.1.1 對(duì)晶須形貌影響50-51
• 4.1.2 對(duì)晶須物相影響51-52
• 4.1.3 對(duì)水熱溶液組成影響52-54
• 4.1.4 水熱過(guò)程的熱力學(xué)分析54-60
• 4.2 鐵雜質(zhì)的影響60-67
• 4.2.1 對(duì)晶須形貌影響61-62
• 4.2.2 對(duì)晶須物相影響62-63
• 4.2.3 對(duì)水熱溶液組成影響63-64
• 4.2.4 水熱過(guò)程的熱力學(xué)分析64-67
• 4.3 鋁雜質(zhì)的影響67-74
• 4.3.1 對(duì)晶須形貌影響68-69
• 4.3.2 對(duì)晶須物相影響69-70
• 4.3.3 鋁雜質(zhì)對(duì)水熱溶液組成影響70-71
• 4.3.4 水熱過(guò)程的熱力學(xué)分析71-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 第五章 添加劑對(duì)水熱制備晶須的影響及其作用機(jī)理初探76-98
• 5.1 氯化鎂添加劑對(duì)晶須的影響及作用機(jī)理76-83
• 5.1.1 對(duì)晶須形貌的影響76
• 5.1.2 對(duì)晶須的物相影響76-79
• 5.1.3 對(duì)水熱溶液組成的影響79-80
• 5.1.4 作用機(jī)理初探80-83
• 5.2 氯化鐵添加劑對(duì)晶須的影響及其作用機(jī)理83-89
• 5.2.1 對(duì)晶須形貌的影響83-84
• 5.2.2 對(duì)晶須的物相影響84-85
• 5.2.3 對(duì)水熱溶液組成的影響85-86
• 5.2.4 作用機(jī)理初探86-89
• 5.3 氯化銅添加劑對(duì)晶須影響及其作用機(jī)理89-96
• 5.3.1 對(duì)晶須形貌的影響89-91
• 5.3.2 對(duì)晶須物相的影響91-92
• 5.3.3 對(duì)水熱溶液組成的影響92
• 5.3.4 作用機(jī)理初探92-96
• 5.4 本章小結(jié)96-98
• 第六章 結(jié)論與展望98-101
• 6.1 結(jié)論98-99
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)99-100
• 6.3 展望100-101
• 致謝101-103
• 參考文獻(xiàn)103-107
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及獲得獎(jiǎng)勵(lì)107

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;兩步法磷石膏制取硫酸鉀新工藝問(wèn)世[J];化工礦物與加工;2000年04期

2 于海南;千噸銨法處理磷石膏制硫酸鉀中試開(kāi)發(fā)研究通過(guò)鑒定[J];現(xiàn)代化工;2000年08期

3 彭家惠,萬(wàn)體智,湯玲,張建新,陳明鳳;磷石膏中雜質(zhì)組成、形態(tài)、分布及其對(duì)性能的影響[J];中國(guó)建材科技;2000年06期

4 馮元琦;利用磷石膏[J];中國(guó)石油和化工;2000年02期

5 ;千噸銨法處理磷石膏制硫酸鉀中試開(kāi)發(fā)研究通過(guò)鑒定[J];云南化工;2000年04期

6 萬(wàn)體智,彭家惠,張建新;磷石膏中磷的分析及對(duì)性能影響研究[J];房材與應(yīng)用;2001年04期

7 劉曉紅;磷石膏制硫酸鉀的新工藝[J];中小企業(yè)科技;2001年09期

8 馮金煌 ,江水;精制磷石膏的技術(shù)特點(diǎn)[J];硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程;2002年02期

9 王世娟;磷石膏綜合利用探討[J];南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

10 伍湘秋;磷石膏的資源化利用[J];非金屬礦;2003年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉芳;蒲心誠(chéng);吳建華;;磷石膏綜合利用方案探討[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

2 盧廷浩;徐雪源;;磷石膏的工程特性[A];第八次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

3 楊鐵軍;曹巨輝;汪宏濤;薛明;梁偉;馮躍洲;;磷石膏綜合利用現(xiàn)狀及進(jìn)展研究[A];2008中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（下卷）[C];2008年

4 吳亮亮;王瓊;;我國(guó)磷石膏污染防治與綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀[A];2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第五卷）[C];2013年

5 何玉鑫;萬(wàn)建東;唐永波;劉小全;朱旭;劉麗娟;王彥梅;;磷石膏多元化應(yīng)用研究進(jìn)展[A];2013中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)石膏建材分會(huì)第四屆年會(huì)暨第八屆全國(guó)石膏技術(shù)交流大會(huì)及展覽會(huì)論文集[C];2013年

6 馬世臻;運(yùn)向鵬;胡開(kāi)元;;磷石膏處理及資源化利用[A];2012中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)石膏建材分會(huì)第三屆年會(huì)暨第七屆全國(guó)石膏技術(shù)交流大會(huì)及展覽會(huì)論文集[C];2012年

7 吳兆正;;我國(guó)資源化利用磷石膏的若干建議[A];2008第三屆全國(guó)石膏生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2008年

8 馬菊英;徐迅;;用磷石膏制備自流平材料的技術(shù)可行性分析[A];2009預(yù)拌砂漿發(fā)展論壇論文集[C];2009年

9 鄧竹林;劉芳;;磷石膏制磚工藝研究[A];房建材料與綠色建筑[C];2009年

10 王立明;周軍璞;;利用工業(yè)廢渣-磷石膏生產(chǎn)建材產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 郭薇;磷石膏將轉(zhuǎn)變成為新型墻體材料[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2005年

2 汪哲;讓磷石膏成為綠色生態(tài)墻體[N];光明日?qǐng)?bào);2005年

3 記者 王笑歡;“十一五”磷石膏利用率目標(biāo)翻番[N];中國(guó)化工報(bào);2006年

4 本報(bào)記者 劉方斌;磷肥行業(yè)添新愁：磷石膏渣成了危險(xiǎn)廢物[N];中國(guó)化工報(bào);2006年

5 劉有雄;磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥形成產(chǎn)業(yè)鏈[N];中國(guó)化工報(bào);2006年

6 ;磷石膏利用走循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路[N];中國(guó)化工報(bào);2006年

7 林協(xié);磷石膏身份由“廢渣”變“產(chǎn)品”[N];中國(guó)化工報(bào);2007年

8 宋繼文;警惕以磷石膏為原料生產(chǎn)的“化肥”坑農(nóng)[N];湖北科技報(bào);2007年

9 本報(bào)記者 王笑歡;“十一五”期間磷石膏綜合利用率達(dá)20%[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2006年

10 本報(bào)記者 李阿珊;自主創(chuàng)新 磷石膏變廢為寶[N];中華建筑報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 沈燕;利用磷石膏制備高硫型貝利特硫鋁酸鹽水泥的研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 徐悅;磷石膏低溫分解煅燒制復(fù)合膠凝材的開(kāi)發(fā)研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 楊林;半水磷石膏礦物學(xué)特征及膠凝性能變化行為[D];貴州大學(xué);2016年

4 王逸;磷石膏農(nóng)業(yè)資源化的利用技術(shù)與應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2016年

5 楊敏;雜質(zhì)對(duì)不同相磷石膏性能的影響[D];重慶大學(xué);2008年

6 應(yīng)國(guó)量;磷石膏分解特性及其流態(tài)化分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰的工藝研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

7 李美;磷石膏品質(zhì)的影響因素及其建材資源化研究[D];重慶大學(xué);2012年

8 馬林轉(zhuǎn);循環(huán)流化床分解磷石膏及分解氣體資源化研究[D];昆明理工大學(xué);2007年

9 黃峗;磷石膏基水泥的開(kāi)發(fā)研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

10 丁沙;過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土抗海鹽侵蝕性能與機(jī)理研究[D];武漢理工大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 謝永中;蒸汽預(yù)處理磷石膏制備承重墻材及其機(jī)理探討[D];華中科技大學(xué);2007年

2 杜勇;建筑磷石膏改性研究與應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2010年

3 廖霞;貴州磷石膏的理化性質(zhì)分析及表征[D];貴州大學(xué);2006年

4 王成波;磷石膏制硫酸新工藝探討[D];四川大學(xué);2007年

5 王軒，

本文編號(hào)：836784