脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法，將脫硫石膏水熱制備硫酸鈣晶須的濾液進(jìn)行收集、澄清后，取澄清液直接用于下一次反應(yīng)料漿的配制，同時向反應(yīng)料漿中補(bǔ)償20~40wt.%的原無機(jī)媒晶劑，15~40%體積百分?jǐn)?shù)的硫酸，在濾液循環(huán)次數(shù)不超過40次的條件下，以脫硫石膏為原料水熱制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低，其直徑分布均勻，表面結(jié)晶良好，脫硫石膏轉(zhuǎn)化率也得到了提高，濾液的循環(huán)利用不僅避免了其排放對環(huán)境的污染，還減少了媒晶劑和硫酸的用量，這對環(huán)境保護(hù)和脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的生產(chǎn)成本的降低具有重要意義。
【專利說明】脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法，不僅避免了濾液排放對環(huán)境的污染，還降低脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的生產(chǎn)成本。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境保護(hù)的加強(qiáng)和高品質(zhì)天然石膏采礦成本升高，利用脫硫石膏制備硫酸鈣晶須已經(jīng)受到科研人員的重視，對其研究也逐漸深入。
[0003]專利CN 101311337A通過調(diào)漿、水熱反應(yīng)、干燥、涂飾后制備了直徑0.2~4um，長度15-240 um的改性硫酸鈣晶須。專利CN 101994153通過過篩、制漿、水熱反應(yīng)、晶須表面改性、脫水、干燥后制備了直徑0.5~6um,長度30~300 um,長徑比15~115的改性硫酸鈣晶須。專利CN 101550602A以甲基二磺酸鈉、硼砂、硫酸、檸檬酸鈉、氯化鈣、氯化鎂中的二種以上為媒晶劑，采用常壓鹽溶液法制備了直徑l~10um，長度140~360um的硫酸鈣晶須。專利CN101994153和CN 101311337A，主要以制備~改性一體化研究為目標(biāo)，改性處理后的晶須主要用于有機(jī)材料中。專利CN 102605430則提供了一種脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的方法，但并不涉及濾液的循環(huán)利用。
[0004]綜上可見，研究人員對脫硫石膏制備硫酸鈣晶須方面雖做了一定的探索研究，但尚未涉及對其水熱法制備硫酸鈣晶須產(chǎn)生的濾液進(jìn)行循環(huán)利用的研究。將濾液直接排放不僅污染環(huán)境，還造成試劑浪費(fèi)，而所使用的分析純試劑價格較高，不利于降低硫酸鈣晶須生產(chǎn)成本。因此，開發(fā)一種以脫硫石膏為原料水熱制備硫酸鈣晶須的濾液循環(huán)利用方法，對環(huán)境保護(hù)和脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的工業(yè)化生產(chǎn)具有很高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種避免濾液排放污染環(huán)境、降低生廣成本、實(shí)現(xiàn)脫硫石骨綠色制備聞品質(zhì)硫Ifef丐晶須的脫硫石骨制備硫Ifef丐晶須濾液的循環(huán)利用方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種以脫硫石膏晶須為原料水熱制備硫酸鈣晶須的濾液循環(huán)利用方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟I)、濾液澄清:將脫硫石膏水熱制備硫酸鈣晶須的濾液收集后進(jìn)行澄清，時間不少于24 h ；
步驟2)、配制料漿:向球磨后的料漿中加入澄清后的濾液，并調(diào)整料漿濃度至重量百分比的2~10 %，移入反應(yīng)釜中；
步驟3)、試劑補(bǔ)償:直接向反應(yīng)釜內(nèi)加入初始劑量的重量百分比20~40 %的原無機(jī)媒晶劑，加入初始用量體積百分比15~40 %的硫酸進(jìn)行試劑補(bǔ)償；
步驟4)、水熱反應(yīng):在110~150 °C、攪拌速率為100~300 rpm的條件下反應(yīng)40~120min,即保溫反應(yīng)40-120 min ；
步驟5)、脫水與干燥:采用離心脫水并分別收集濾液和濾餅，濾液經(jīng)澄清后繼續(xù)循環(huán)利用，濾餅于80~200°C干燥60~300min得到晶須。
[0007]所述的步驟3)中原無機(jī)媒晶劑為氯化鋁、氯化鎂、氯化銅、硫酸鎂、硫酸鋁中的一種或兩種。
[0008]所述的步驟5)中濾液的循環(huán)利用次數(shù)在40次以內(nèi)。
[0009]本發(fā)明具有如下積極效果:
通過對本發(fā)明在實(shí)施過程中制備的晶須進(jìn)行用掃描電鏡放大500倍和3000倍分別得到圖2和圖3 ;由圖2和圖3可知，在本發(fā)明允許的濾液循環(huán)次數(shù)內(nèi)，通過試劑補(bǔ)償，對脫硫石膏制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低。因此本發(fā)明以脫硫石膏為原料水熱制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低，其直徑分布均勻，表面結(jié)晶良好，脫硫石膏轉(zhuǎn)化率也得到了提高；濾液的循環(huán)利用不僅避免了其排放對環(huán)境的污染，還減少了媒晶劑和硫酸的用量，這對環(huán)境保護(hù)和脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的生產(chǎn)成本的降低具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的濾液循環(huán)利用流程示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明濾液循環(huán)利用條件下制備的硫酸鈣晶須放大500倍的SEM照片。
[0012]圖3為本發(fā)明濾液循環(huán)利用條件下制備的硫酸鈣晶須放大3000倍的SEM照片。

【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法，以脫硫石膏為原料水熱制備硫酸鈣晶須濾液，其特征在于:包括以下步驟:
步驟I)、將脫硫石膏水熱制備硫酸鈣晶須的濾液進(jìn)行收集、澄清后，取澄清液直接用于下一次反應(yīng)料漿的配制；同時向反應(yīng)料漿中補(bǔ)償無機(jī)媒晶劑和硫酸，濾液循環(huán)條件下以脫硫石膏為原料制備硫酸鈣晶須時，無機(jī)媒晶劑的補(bǔ)償用量為初始用量的重量百分比20~40%，硫酸的補(bǔ)償用量為初始用量體積百分比的15~40 %；
步驟2)、在其它工藝參數(shù)不變的情況下，依此對濾液進(jìn)行循環(huán)利用；其中，其它工藝參數(shù)分別為:反應(yīng)溫度110~150°C，攪拌速率100~300 rpm，保溫時間40~120 min，脫水后于80-200 °C干燥 60~300 min。
[0014]脫硫石膏水熱制備硫酸鈣晶須濾液收集后，澄清時間不少于24 h。
[0015]濾液循環(huán)條件下以脫硫石膏為原料制備硫酸鈣晶須時，所使用的無機(jī)媒晶劑為氯化鋁、氯化鎂、氯化銅、硫酸鎂、硫酸鋁中的一種或兩種。
[0016]濾液在40次以內(nèi)循環(huán)利用時，對脫硫石膏制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低。
[0017]實(shí)施例1:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)15次，補(bǔ)償氯化鋁初始劑量的20 wt.%、硫酸初始體積用量的30 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在120 °C、攪拌速率為300 rpm的條件下水熱反應(yīng)60 min后,采用離心脫水,于90 °C干燥300 min,制得晶須直徑2~5 um,長徑比約120。
[0018]實(shí)施例2:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)30次，補(bǔ)償氯化銅初始劑量的30 wt.%、硫酸初始體積用量的15 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在130 °C、攪拌速率為300 rpm的條件下水熱反應(yīng)120 min后,采用離心脫水,于200 °C干燥60 min,制得晶須直徑1~3 um,長徑比約160。
[0019]實(shí)施例3:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)40次，補(bǔ)償氯化鎂初始劑量的40 wt.%、硫酸初始體積用量的40 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在130 °C、攪拌速率為200 rpm的條件下水熱反應(yīng)40 min后,采用離心脫水,于150 °C干燥200 min,制得晶須直徑2~5 um,長徑比約80。
[0020]實(shí)施例4:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)25次，補(bǔ)償硫酸鋁初始劑量的30 wt.%、硫酸初始體積用量的20 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在130 °C、攪拌速率為300 rpm的條件下水熱反應(yīng)90 min后,采用離心脫水,于90 °C干燥300 min,制得晶須直徑1~8 um,長徑比約100。
[0021]實(shí)施例5:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)35次，補(bǔ)償硫酸鎂初始劑量的35 wt.%、硫酸初始體積用量的15 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在150 °C、攪拌速率為150 rpm的條件下水熱反應(yīng)60 min后，采用離心脫水，于120 °C干燥250 min，制得晶須直徑1~5 um，長徑比約120。
[0022]實(shí)施例6:將脫硫石膏進(jìn)行高能球磨，利用前一次反應(yīng)結(jié)束后收集的濾液，澄清后配制新的反應(yīng)料漿并移入反應(yīng)釜中，在濾液循環(huán)20次，補(bǔ)償氯化銅、硫酸鎂初始劑量的20wt.%、硫酸初始體積用量的25 %調(diào)節(jié)反應(yīng)料漿，在130 °C、攪拌速率為200 rpm的條件下水熱反應(yīng)60 min后,采用離心脫水,于160 °C干燥200 min,制得晶須直徑1~5 um,長徑比約 160。
[0023]對通過上述實(shí)施例制備的晶須，用掃描電鏡放大500倍和3000倍分別得到圖2和圖3 ;由圖2和圖3可知，在本發(fā)明允許的濾液循環(huán)次數(shù)內(nèi)，通過試劑補(bǔ)償，對脫硫石膏制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低。
【權(quán)利要求】
1.一種脫硫石骨制備硫fef丐晶須濾液的循環(huán)利用方法，以脫硫石骨為原料水熱制備硫酸鈣晶須濾液，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I)、濾液澄清:將脫硫石膏水熱制備硫酸鈣晶須的濾液收集后進(jìn)行澄清，時間不少于24 h ； 步驟2)、配制料漿:向球磨后的料漿中加入澄清后的濾液，并調(diào)整料漿濃度至重量百分比的2~10 %，移入反應(yīng)釜中； 步驟3)、試劑補(bǔ)償:直接向反應(yīng)釜內(nèi)加入初始劑量的重量百分比20~40 %的無機(jī)媒晶齊U，加入初始用量體積百分比15~40 %的硫酸進(jìn)行試劑補(bǔ)償； 步驟4)、水熱反應(yīng):在110~150 °C、攪拌速率為100~300 rpm的條件下反應(yīng)40~120min ； 步驟5)、脫水與干燥:采用離心脫水并分別收集濾液和濾餅，濾液經(jīng)澄清后繼續(xù)循環(huán)利用，濾餅于80~200°C干燥60~300min得到晶須。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法，其特征在于:濾液循環(huán)條件下以脫硫石膏為原料制備硫酸鈣晶須時，所使用的無機(jī)媒晶劑為氯化鋁、氯化鎂、氯化銅、硫酸鎂、硫酸鋁中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的脫硫石膏制備硫酸鈣晶須濾液的循環(huán)利用方法，其特征在于:濾液在40次以內(nèi)循環(huán)利用時，對脫硫石膏制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)沒有明顯降低。
【文檔編號】C30B7/10GK104499041SQ201510019617
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月15日
【發(fā)明者】楊留栓, 汪瀟, 金彪, 楊旭, 張小婷, 丁凌凌 申請人:河南城建學(xué)院