本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法。

背景技術(shù)：

產(chǎn)業(yè)革命后的200多年，人類社會(huì)經(jīng)歷了前所未有的大發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力和科技水平都得到了極大的提升，然而這種巨大發(fā)展的背后卻是資源大量消耗，特別是燃煤電廠煙氣中含有大量的二氧化硫，通常采用煙氣脫硫法最大程度地減少二氧化硫氣體的排放量，這是世界上應(yīng)用最廣泛且最有效的so2控制技術(shù)?，F(xiàn)在世界上應(yīng)用最多也最廣泛的是濕法脫硫技術(shù)，它已經(jīng)占據(jù)了脫硫總裝機(jī)容量80%以上的比例，其中日本最多為98%，美國(guó)其次占92%，德國(guó)為90%。其中濕法中的石灰/石灰石―石膏法已經(jīng)處于主導(dǎo)地位，脫硫石膏正是由燃煤電廠進(jìn)行濕法石灰/石灰石―石膏法脫硫而產(chǎn)生的以caso4?2h2o為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)物。

但是，這種石灰石—石膏濕法脫硫工藝產(chǎn)生的后遺癥就是脫硫石膏大量堆放，這些脫硫石膏無(wú)論純度、抗壓抗拉強(qiáng)度、含水率均無(wú)法與天然石膏競(jìng)爭(zhēng)，不得不占用大量的土地堆存作為廢料處理。脫硫石膏長(zhǎng)期大量堆積不僅對(duì)氣候、土壤及植物產(chǎn)生影響，更給人類健康帶來危害。此外，脫硫石膏的分解造成二次污染，因此如不及時(shí)處理，脫硫石膏遺患必將成為繼二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。為此，脫硫石膏的無(wú)害化、減量化和資源化利用成為當(dāng)務(wù)之急。

硫酸鈣晶須是一種以單晶形式生長(zhǎng)的新型針狀、具有均勻橫截面、完整外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)完善的纖維亞納米材料。其形態(tài)是由于晶體在軸向和側(cè)面生長(zhǎng)速率的差異造成的，晶須主要沿軸向方向的螺旋錯(cuò)位生長(zhǎng)，其側(cè)面是低能面，生長(zhǎng)非常緩慢，通過表面擴(kuò)散給晶須的尖端或基面上露頭螺旋供料。硫酸鈣晶須具有高強(qiáng)度、高模量、高韌性、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、易與聚合物復(fù)合、無(wú)毒等諸多優(yōu)良的理化性能。硫酸鈣晶須集增強(qiáng)纖維和超細(xì)無(wú)機(jī)填料二者的優(yōu)勢(shì)于一體，可用于樹脂、塑料、橡膠、涂料、油漆、造紙、瀝青、摩擦和密封材料中作補(bǔ)強(qiáng)增韌劑或功能型填料；又可直接作為過濾材料、保溫材料、耐火隔熱材料、紅外線反射材料和包覆電線的高絕緣材料。因此將脫硫石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鈣晶須，將有效的消減脫硫石膏對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)獲得高附加值產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法，通過水熱處理、重結(jié)晶技術(shù)，有效提高了硫酸鈣晶須的純度和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)廢棄物循環(huán)再利用，節(jié)約土地資源，消除環(huán)境和健康隱患。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法包括如下步驟：

1）將10g脫硫石膏原料粉碎至20-50目；

2）將粉碎后的脫硫石膏緩慢加入到100ml5-10%的h2o2溶液中并連續(xù)攪拌20-30min，轉(zhuǎn)速為80-150rpm；

3）將上述溶液過濾，取濾渣并用蒸餾水洗滌3次，去除no3^-離子；

4）將預(yù)處理后的脫硫石膏于105℃干燥3h后，研磨至100-200目；

5）將10g預(yù)處理后的脫硫石膏原料投入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)加入300-400ml蒸餾水；

6）按照4-7℃/min升溫速率升高至120-140℃，維持反應(yīng)時(shí)間4h，同時(shí)通過200目粒徑的ca(oh)2固體來調(diào)節(jié)體系ph=6.5-7.5；

7）反應(yīng)結(jié)束后自然降壓至常壓狀態(tài)（1atm），在80-100℃下趁熱過濾可獲得長(zhǎng)徑比為100-200:1的硫酸鈣晶須前體；

8）向?yàn)V液中加入0.1-0.5gcaso4·0.5h2o，在10-50rpm轉(zhuǎn)速攪拌下快速降溫至50-55℃，待不再產(chǎn)生沉淀后恒溫過濾，濾渣即為長(zhǎng)徑比為100-200:1的硫酸鈣晶須。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

1.本發(fā)明采用h2o2溶液對(duì)脫硫石膏原料進(jìn)行預(yù)處理，可將原料中殘存的含n物質(zhì)進(jìn)行深度氧化，以no3^-離子的形式溶于水中，提高了脫硫石膏的純度；利用ca(oh)2固體來調(diào)節(jié)體系的ph，不但增加體系內(nèi)ca2+濃度，有利于晶須的生長(zhǎng)，而且不引入雜質(zhì)離子，保證了體系純度。

2.本發(fā)明所需設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便，且不會(huì)造成附加的環(huán)境危害，實(shí)現(xiàn)了脫硫石膏廢棄物的資源化利用，解決了脫硫石膏對(duì)環(huán)境的污染問題，同時(shí)本發(fā)明生產(chǎn)的硫酸鈣晶須具有尺寸均勻、成本低、附加值高等特點(diǎn)，具有極其深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過以下實(shí)施例進(jìn)一步詳述，但本實(shí)施例所敘述的技術(shù)內(nèi)容是說明性的，而不是限定性的，不應(yīng)依此來局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：

一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法包括如下步驟：

1）將10g脫硫石膏原料粉碎至20目；

2）將粉碎后的脫硫石膏緩慢加入到100ml5%的h2o2溶液中并連續(xù)攪拌20min，轉(zhuǎn)速為100rpm；

3）將上述溶液過濾，取濾渣并用蒸餾水洗滌3次，去除no3^-離子；

4）將預(yù)處理后的脫硫石膏于105℃干燥3h后，研磨至100目；

5）將10g預(yù)處理后的脫硫石膏原料投入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)加入300ml蒸餾水；

6）按照5℃/min升溫速率升高至125℃，維持反應(yīng)時(shí)間4h，同時(shí)通過200目粒徑的ca(oh)2固體來調(diào)節(jié)體系ph=6.5；

7）反應(yīng)結(jié)束后自然降壓至常壓狀態(tài)（1atm），在80℃下趁熱過濾可獲得長(zhǎng)徑比為100:1的硫酸鈣晶須前體；

8）向?yàn)V液中加入0.1gcaso4·0.5h2o，在25rpm轉(zhuǎn)速攪拌下快速降溫至50℃，待不再產(chǎn)生沉淀后恒溫過濾，濾渣即為長(zhǎng)徑比為110:1的硫酸鈣晶須。

實(shí)施例2：

一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法包括如下步驟：

1）將10g脫硫石膏原料粉碎至40目；

2）將粉碎后的脫硫石膏緩慢加入到100ml8%的h2o2溶液中并連續(xù)攪拌25min，轉(zhuǎn)速為120rpm；

3）將上述溶液過濾，取濾渣并用蒸餾水洗滌3次，去除no3^-離子；

4）將預(yù)處理后的脫硫石膏于105℃干燥3h后，研磨至160目；

5）將10g預(yù)處理后的脫硫石膏原料投入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)加入400ml蒸餾水；

6）按照6℃/min升溫速率升高至130℃，維持反應(yīng)時(shí)間4h，同時(shí)通過200目粒徑的ca(oh)2固體來調(diào)節(jié)體系ph=7.1；

7）反應(yīng)結(jié)束后自然降壓至常壓狀態(tài)（1atm），在95℃下趁熱過濾可獲得長(zhǎng)徑比為180:1的硫酸鈣晶須前體；

8）向?yàn)V液中加入0.3gcaso4·0.5h2o，在10-50rpm轉(zhuǎn)速攪拌下快速降溫至50℃，待不再產(chǎn)生沉淀后恒溫過濾，濾渣即為長(zhǎng)徑比為180:1的硫酸鈣晶須。

實(shí)施例3：

一種脫硫石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須的方法包括如下步驟：

1）將10g脫硫石膏原料粉碎至50目；

2）將粉碎后的脫硫石膏緩慢加入到100ml10%的h2o2溶液中并連續(xù)攪拌30min，轉(zhuǎn)速為150rpm；

3）將上述溶液過濾，取濾渣并用蒸餾水洗滌3次，去除no3^-離子；

4）將預(yù)處理后的脫硫石膏于105℃干燥3h后，研磨至200目；

5）將10g預(yù)處理后的脫硫石膏原料投入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)加入400ml蒸餾水；

6）按照7℃/min升溫速率升高至140℃，維持反應(yīng)時(shí)間4h，同時(shí)通過200目粒徑的ca(oh)2固體來調(diào)節(jié)體系ph=7.4；

7）反應(yīng)結(jié)束后自然降壓至常壓狀態(tài)（1atm），在100℃下趁熱過濾可獲得長(zhǎng)徑比為170:1的硫酸鈣晶須前體；

8）向?yàn)V液中加入0.5gcaso4·0.5h2o，在50rpm轉(zhuǎn)速攪拌下快速降溫至55℃，待不再產(chǎn)生沉淀后恒溫過濾，濾渣即為長(zhǎng)徑比為160:1的硫酸鈣晶須。