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淺談激光粒度儀在硫酸鈣行業(yè)中的應(yīng)用
一,、硫酸鈣晶須及其市場(chǎng)發(fā)展概況
硫酸鈣晶須,別名:石膏晶須,,石膏纖維,;英文名稱(chēng):Calcium Sulfate Whisker,縮寫(xiě):CSW,;化學(xué)式:CaSO4。商品名:ONODA-GPF,。
晶須是指以單晶形式生長(zhǎng)成的具有一定長(zhǎng)徑比的一種纖維材料,,其直徑約為0.1-10μm,長(zhǎng)度約為10-1000μm,,長(zhǎng)徑比達(dá)到5-1000 甚至更高的纖維狀單晶體,。不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位錯(cuò),、空穴等),,原子高度有序,強(qiáng)度接近于完整晶體的理論值,,是目前已知強(qiáng)度zui大的固體,,具有優(yōu)良的力學(xué)性能,可作為符合材料的增強(qiáng)和改性組分,。
硫酸鈣晶須,,又稱(chēng)石膏晶須,是無(wú)水硫酸鈣的纖維狀單晶體,,白色疏松針狀物,,具有完善的結(jié)構(gòu)、完整的外形,、特定的橫截面,、穩(wěn)定的尺寸,其平均長(zhǎng)徑比一般為30-80,。具有顆粒狀填料的細(xì)度,、短纖維填料的長(zhǎng)徑比、耐高溫,、耐酸堿性,、抗化學(xué)腐蝕,、韌性好、電絕緣性好,、強(qiáng)度高,、易進(jìn)行表面處理,與樹(shù)脂,、塑料,、橡膠相容性好,能夠均勻分散,,具有優(yōu)良的增強(qiáng)功能和阻燃性,。和其他無(wú)機(jī)晶須相比,硫酸鈣晶須是無(wú)毒的綠色環(huán)保材料,??梢哉f(shuō),硫酸鈣晶須在膠粘劑中的應(yīng)用有著十分廣泛的前景。
世界硫酸鈣產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)國(guó)有中國(guó),、美國(guó),、伊朗、加拿大,、西班牙,、墨西哥、泰國(guó)和法國(guó),,產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量63%,。中國(guó)硫酸鈣年產(chǎn)量zui大。我國(guó)硫酸鈣資源儲(chǔ)藏量豐富,、但開(kāi)發(fā)利用率低,,已采礦床采儲(chǔ)比過(guò)高。硫酸鈣提純工藝多依賴手選或直接用于水泥工業(yè),,選礦技術(shù)在硫酸鈣提純中較之其它礦石應(yīng)用較少,。深加工產(chǎn)品熟石膏生產(chǎn)有悠久歷史,近年來(lái)發(fā)展較快,,熟石膏產(chǎn)業(yè)向先進(jìn)設(shè)備工藝,、多品種高質(zhì)量規(guī)模型方向發(fā)展,我國(guó)熟石膏工業(yè)積極參與合作與競(jìng)爭(zhēng),,出口貿(mào)易不斷增長(zhǎng),,原出口原礦局面逐漸轉(zhuǎn)為出口熟石膏及其制品。我國(guó)醫(yī)用石膏,、食品級(jí),、化妝品級(jí)、工藝品級(jí)硫酸鈣產(chǎn),、質(zhì)量尚不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)需求,。建筑石膏和石膏建筑制品產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)快速發(fā)展,。為防止低端紙面石膏生產(chǎn)線盲目投資建設(shè),有關(guān)部門(mén)制定產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和能耗指標(biāo),。
二,、硫酸鈣制備
目前,制取硫酸鈣晶須的方法主要由水壓熱法和常壓酸化法,。水壓熱法,,將天然石膏精制后得到的二水硫酸鈣配制成水溶液,放入水壓熱容器中,,在一定的溫度和壓力下,,二水硫酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧畹陌胨蛩徕}晶體。常壓酸化法,,將天然石膏或石灰,、石灰乳與硫酸或廢酸合成二水硫酸鈣,在一定溫度和酸性條件下,,轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧罨蚶w維狀半水硫酸鈣晶須,。結(jié)晶理論認(rèn)為,硫酸鈣晶須的制備實(shí)質(zhì)上是顆粒狀的二水硫酸鈣失去結(jié)晶水,,轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨驘o(wú)水硫酸鈣的過(guò)程,生成實(shí)質(zhì)是一個(gè)溶解—結(jié)晶—脫水的過(guò)程.
制備技術(shù)現(xiàn)狀
(1)石膏為原料 以石膏為原料制備硫酸鈣晶須的方法主要有水熱法和常壓酸化法,。該方法生產(chǎn)成本高,,應(yīng)用受到限制。
(2)鈣鹽和硫酸鹽為原料 此法又稱(chēng)為微乳法,,分別配置鈣鹽和硫酸鹽溶液,,并進(jìn)行機(jī)械攪拌,混合后輕微攪拌,,陳化24h得到硫酸鈣晶須,。適當(dāng)?shù)年惢瘯r(shí)間對(duì)產(chǎn)物凈化與排列組裝有一定作用。
(3)檸檬酸廢渣為原料 此法采用水熱法:把檸檬酸廢渣在變頻行星式球墨磨12h,,過(guò)濾,,與一定的水混合,調(diào)PH至3~4,,加入一定比例的晶種和添加劑,,進(jìn)行水熱反應(yīng),產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾,、干燥,,既得硫酸鈣晶須。所制備的晶須平均長(zhǎng)徑比約為50,,轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%,。
(4)廢鹵渣為原料 此法以海鹽鹵水經(jīng)石灰乳處理后的鹵渣為原料,。所得產(chǎn)品純度>98%,達(dá)到工業(yè)一級(jí)品的標(biāo)準(zhǔn),。
(5)氨堿廠廢液與鹵水為原料 該方法以氨堿廠蒸氨廢液和制鹽鹵水,,
(6)利用煙氣脫硫副產(chǎn)石膏 二氧化硫是污染環(huán)境的首要污染物,每年寒流燃料燃燒排放到大氣中的二氧化硫高達(dá)2億噸左右,。用石灰乳吸收二氧化硫后形成亞硫酸鈣料漿,,加硫酸或通入廢煙氣,調(diào)整PH值至3~4,,并家一定量的助晶劑和氧化催化劑(加入量為0.01%~0.02%),,通入氧氣或空氣使其氧化,氧化后趁熱過(guò)濾,,洗滌后在90℃下干燥,。采用這種方法可直接制得直徑約為1~2μm、長(zhǎng)度約為100mm的硫酸鈣晶須,。
三,、硫酸鈣晶須粒度檢測(cè)
硫酸鈣粒度在制備及其生產(chǎn)應(yīng)用中有著重要的影響:如在生產(chǎn)磷符合肥中,濕法磷酸是主要原料,,目前的濕法磷酸生產(chǎn)也主要采用二水硫酸鈣結(jié)晶流程,,而石膏結(jié)晶過(guò)程中如果控制不當(dāng),得到針狀或片中不理想晶體,,則會(huì)影響磷石膏的過(guò)濾,,因此獲得良好的石膏晶體在濕法磷酸生產(chǎn)中具有重大的現(xiàn)實(shí)意義......在尿基復(fù)合肥料的生產(chǎn)過(guò)程中,二水硫酸鈣的結(jié)晶過(guò)程也會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝,,操作參數(shù)等產(chǎn)生影響,。因此硫酸鈣晶須粒度檢測(cè)*。以下是使用winner200ZDE進(jìn)行的硫酸鈣粒度檢測(cè)試驗(yàn),,其報(bào)告如下: