论文总字数：22140字

摘 要

本文以盐泥与硫酸为原料进行了硫酸钙晶须的制备研究，考察反应温度、反应时间、浆液浓度、酸泥比等因素对硫酸钙晶须合成的影响，探讨制备碳酸钙晶须的最优化工艺条件，并借助实验光学显微镜、XRD、白度仪等对产品进行形貌、晶须长度、晶须直径、长径比、白度等分析表征。得出了本实验最优化工艺条件为：硫酸/盐泥质量比为1.6，盐泥浆液质量分数为2%，常压下反应温度80℃，反应时间30min。最优化条件下合成的硫酸钙晶须平均长度为127.53μm，平均直径为2.48μm，平均长径比为52.3，白度为88.3。

本文还研究了二水硫酸钙晶须在一定温度下加热转化为半水和无水硫酸钙晶须，制得了长径比较理想的半水和无水硫酸钙晶须。

通过实验，我们最终使盐泥中的硫酸钙和碳酸钙全部转化为形貌较好，性能较佳的硫酸钙晶须。利用盐泥在缓和条件下制备硫酸钙晶须的工艺,不仅可以生产出具有较高利用价值的材料,而且大大降低了成本,变废为宝,实现环保与资源节约双赢。

关键词：硫酸钙晶须；盐泥；常压酸化法；制备

Abstract

This paper introduces that Calcium sulfate Whiskers Are prepared by atmospheric acidification method with salt deposit and sulfuric acid as raw materials. Effects of reaction temperature, reaction time, concentration of salt slurry and the ratio of salt deposit to sulfate on calcium sulfate whiskers are investigated, and obtained the optimized process conditions for preparation of calcium carbonate whisker, and with the help of optical microscope, XRD, HY-BDY and so on, the product appearance, whisker length, whisker diameter, ratio of length to diameter and whiteness were analysed and characterized. Through experiments, the experimental optimal technology conditions as follows: the ratio of salt deposit to sulfate is 1.6; concentration of salt slurry is 2%, reaction temperature is 80℃, the reaction time is 30 min. The calcium sulfate whisker average length was 127.53μm, average diameter was 24.8μm, average length to diameter ratio was 52.3 ,whiteness was 88.3 with the synthesis of the optimized condition.

The paper Also explores the study of dihydrate calcium sulfate whisker be converted to hemihydrate calcium sulfate whisker and anhydrous calcium sulfate whisker at a certain temperature, get the great length-diameter ratio of hemihydrate or anhydrous calcium sulfate whisker.

Through the experiment, we make all the calcium sulfate and calcium carbonate from salt mud into better-shaped,and high-performance calcium sulfate whisker eventually. Considered the preparation of calcium sulfate whiskers from salt slurry, high valuable materials would be produced, not only the cost was great reduced, but also the waste residue was handled, achieving environmental protection and resource conservation win-win.

Key words: calcium sulfate whisker; salty deposit; atmospheric acidification method; preparation

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 i

第一章 绪论 1

1. 1 研究背景 1

1. 2 晶须概述 2

1.2.1 晶须的定义及分类 2

1.2.2晶须的特征 2

1. 3 硫酸钙晶须概述 3

1.3.1 硫酸钙的结构 3

1.3.2 硫酸钙晶须的特征 5

1.3.3 硫酸钙晶须的制备方法 6

1.3.4 硫酸钙晶须的应用 6

1. 4 本课题的研究内容、目的及意义 8

1.4.1 课题研究内容 8

1.4.2 课题研究目的及意义 8

第二章 实验部分 10

2. 1 实验原料及设备 10

2. 1. 1 实验原料 10

2. 1. 2 实验设备 10

2. 2 实验方法 11

2. 3 硫酸钙晶须的表征分析 12

2.3.1 晶须形貌的分析 12

2.3.2 晶须物相的分析 13

2.3.2 晶须脱水工艺的研究 13

第三章 实验结果与分析讨论 14

3. 1 各因素对合成硫酸钙晶须的影响 14

3.1.1 浆液浓度对碳酸钙晶须的影响 14

3.1.2 反应温度对碳酸钙晶须的影响 15

3.1.3 反应时间对碳酸钙晶须的影响 17

3.1.4 酸泥比对碳酸钙晶须的影响 19

3.2 产物表征分析及其晶型转化的研究 21

3.2.1产物表征分析 21

3.2.2硫酸钙晶须晶型转化的研究 22

3.3 本章小结 25

第四章 结论与展望 26

4. 1 结论 26

4. 2 展望 26

参考文献 28

致 谢 30

第一章 绪论

1. 1 研究背景

盐是重要的基础化工原料，在国民经济中起着举足轻重的作用。随着氯碱工业的发展^[1-2]，在精制盐水时产生的盐泥也越来越多。如果任意堆放或者处理不当，都会对企业带来资源浪费和经济损失，对环境造成污染危害人民生活。因此，消除盐泥对环境污染，具有很大的社会效益，同时，如果处理盐泥的方法得当，可以产生很可观的经济效益^[3]。

在工业生产中，特别是在化工生产中会产生各种工业废渣，由于处理方法少、处理工艺复杂以及处理成本高等原因，大都采取堆放、掩埋或者排入江河湖海等方式进行处理，既污染环境又占用了耕地。被利用的工业固废，也大都用来制成各种建筑材料。而制成建材利润太低，成本却相对较高，属低水平开发，不为最可取的固废处理方法^[4]。

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