阅读说明：本技术 一种蒸氨废液水热法制备半水硫酸钙晶须的方法 (Method for preparing calcium sulfate hemihydrate crystal whisker by ammonia distillation waste liquid hydrothermal method ) 是由 罗仙平 宋学文 曹雨微 刘辉 翁存建 逯登琴 宋磊 贾发云 周贺鹏 于 2021-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种蒸氨废液水热法制备半水硫酸钙晶须的方法,按以下步骤进行：将蒸氨废液过滤,硫酸铵加水完全溶解；将过滤后的蒸氨废液和溶解的硫酸铵移入高温高压反应釜中,设置一定的温度、转速和时间生成白色沉淀；将反应所得产物进行过滤、洗涤、干燥得到半水硫酸钙晶须。本发明以蒸氨废液为钙源,其工艺流程简单、生产成本低,在高效回收利用蒸氨废液的同时实现了半水硫酸钙晶须的制备,使得蒸氨废液得到了回收利用,具有良好的环境效益；采用本方案制备的半水硫酸钙晶须产品长径比大,可以用作増强组元、摩擦材料、造纸材料等,具有极大的应用价值和市场价值。(The invention discloses a method for preparing calcium sulfate hemihydrate crystal whiskers by ammonia distillation waste liquid hydrothermal method, which comprises the following steps: filtering the ammonia distillation waste liquid, and adding water into ammonium sulfate for complete dissolution; transferring the filtered ammonia evaporation waste liquid and the dissolved ammonium sulfate into a high-temperature high-pressure reaction kettle, and setting certain temperature, rotation speed and time to generate white precipitate; and filtering, washing and drying the product obtained by the reaction to obtain the calcium sulfate hemihydrate crystal whisker. The method takes the ammonia evaporation waste liquid as a calcium source, has simple process flow and low production cost, realizes the preparation of the calcium sulfate hemihydrate crystal whisker while efficiently recycling the ammonia evaporation waste liquid, ensures that the ammonia evaporation waste liquid is recycled, and has good environmental benefit; the semi-hydrated calcium sulfate whisker product prepared by the scheme has large length-diameter ratio, can be used as a reinforcing component, a friction material, a paper making material and the like, and has great application value and market value.)

一种蒸氨废液水热法制备半水硫酸钙晶须的方法

技术领域

本发明涉及硫酸钙晶须制备技术领域，尤其涉及一种蒸氨废液水热法制备的半水硫酸钙晶须的方法。

背景技术

硫酸钙晶须具有热稳定性好、耐化学腐蚀、结构近乎完美、强度和刚度高等优点。半水硫酸钙晶须的晶体形貌和晶体尺寸对其应用性能具有决定性的影响。具有较低的纵横比的半水硫酸钙晶须，具有优越的机械性能和良好的流动性，适合用作水泥骨架。具有高长径比的硫酸钙晶须，由于其优异的热稳定性、耐化学性和良好的相容性，被广泛应用于塑料、陶瓷、橡胶和造纸等行业作为增强材料。

从经济和环境的角度考虑，使用工业副产物制备硫酸钙晶须具有极大的经济效应和环境效应，国外对硫酸钙晶须的研制应用等已涉及到电子、仪表、机械等领域，我国对硫酸钙晶须的研究应用虽起步比较晚，但有很大的市场需求量。目前我国硫酸钙晶须的年产量在万吨左右，大部分用于出口；未来工业的发展趋势将以硫酸钙晶须代替现有晶须产品，应用于工程塑料、橡胶、造纸等行业。根据国内外的使用情况，作为添加剂的硫酸钙晶须的用量通常是基材的，年需求在万吨左右；若可持续发展汽车、涂料、电子、建材等行业，预计年需求量将超过万吨，产值可突破亿元。硫酸钙晶须的引入，也为各产业降低了生产成本，有效提高其利润空间。由此可见，使用蒸氨废液实现硫酸钙晶须的应用研究具有极大的经济价值和环境效应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种工艺流程更简单、操作方便、具有环境友好型特点的方法，在高效回收利用蒸氨废液的同时实现半水硫酸钙晶须的制备方法，发明了一种蒸氨废液水热法制备的半水硫酸钙晶须的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种蒸氨废液水热法制备的半水硫酸钙晶须的方法，其特征在于：按以下步骤进行，

A、将蒸氨废液进行三次过滤；

B、称量好硫酸铵，加水完全溶解；

C、过滤后的蒸氨废液和硫酸铵移入至反应釜中边搅拌边进行反应，调节转速至500r/min，调控温度至115-145℃后，保持此温度不变，反应60min停止反应；

D、将反应所得产物迅速进行过滤，滤饼经过洗涤、干燥得二水硫酸钙晶须。

反应的化学方程式如下：

CaCl₂+(NH₄)₂SO₄→CaSO₄·0.5H₂O+NH₄Cl

在步骤B中，过滤后的蒸氨废液转入溶解的碳酸铵前，保持Ca²⁺和CO₃ ^2-浓度为1.2mol/L，过滤后的蒸氨废液和硫酸铵转入反应釜后，反应体系中Ca²⁺和CO₃ ^2-的摩尔比为1:1；蒸氨废液滤液初始pH为11.2；蒸氨废液与溶解的硫酸铵溶液置于转速为500r/min、反应温度为115-145℃之间的任意温度的条件下进行反应，反应时间为60min，反应结束后迅速过滤、立即干燥。

本发明以蒸氨废液为原料，将蒸氨废液的滤液和硫酸铵溶液加入至反应釜中，经水热法制备的半水硫酸钙晶须，其工艺流程简单、生产成本低，不仅原料不会产生明显的环境污染，同时还回收利用了蒸氨废液，在高效回收利用蒸氨废液的同时解决了半水硫酸钙晶须的制备难的问题，使得蒸氨废液得到了回收利用，具有一定的环境效益。

附图说明

图1为半水硫酸钙晶须的X衍射分析结果(XRD谱图)；

图2为半水硫酸钙晶须的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式做进一步说明：

实施例1，一、反应原料的制备：取蒸氨废液经三次过滤后，取其滤液，其中Ca²⁺浓度为1.20mol·L^-1。称量14.271g的硫酸铵置于锥形瓶中，加入90ml 的水，充分振荡至硫酸铵完全溶解；

二、半水硫酸钙晶须的制备：取90mL蒸氨废液滤液于量筒中，将完全溶解的90ml硫酸铵溶液，放入高温高压机械搅拌反应釜中，调节转速至500r/min，调控温度至115℃，准备就绪后，迅速在反应釜中加入量好的的蒸氨废液滤液和硫酸铵溶液，当反应釜温度升至115℃后，保持温度不变，在500r/min的条件下反应120min。产物经过滤、迅速洗涤、立即干燥得到二水硫酸钙晶须。

实施例2，一、反应原料的制备：取蒸氨废液经三次过滤后，取其滤液，其中Ca²⁺浓度为1.20mol·L^-1。称量14.271g的硫酸铵置于锥形瓶中，加入90ml 的水，充分振荡至硫酸铵完全溶解；

二、半水硫酸钙晶须的制备：取90mL蒸氨废液滤液于量筒中，将完全溶解的90ml硫酸铵溶液，放入高温高压机械搅拌反应釜中，调节转速至500r/min，调控温度至130℃，准备就绪后，迅速在反应釜中加入量好的的蒸氨废液滤液和硫酸铵溶液，当反应釜温度升至130℃后，保持温度不变，在500r/min的条件下反应120min。产物经过滤、迅速洗涤、立即干燥得到二水硫酸钙晶须。

实施例3，一、反应原料的制备：取蒸氨废液经三次过滤后，取其滤液，其中Ca²⁺浓度为1.20mol·L^-1。称量14.271g的硫酸铵置于锥形瓶中，加入90ml 的水，充分振荡至硫酸铵完全溶解；

二、半水硫酸钙晶须的制备：取90mL蒸氨废液滤液于量筒中，将完全溶解的90ml硫酸铵溶液，放入高温高压机械搅拌反应釜中，调节转速至500r/min，调控温度至145℃，准备就绪后，迅速在反应釜中加入量好的的蒸氨废液滤液和硫酸铵溶液，当反应釜温度升至145℃后，保持温度不变，在500r/min的条件下反应120min。产物经过滤、迅速洗涤、立即干燥得到二水硫酸钙晶须。

实施例4，一、反应原料的制备：取蒸氨废液经三次过滤后，取其滤液，其中Ca²⁺浓度为1.20mol·L^-1。称量14.271g的硫酸铵置于锥形瓶中，加入90ml 的水，充分振荡至硫酸铵完全溶解；

二、半水硫酸钙晶须的制备：取90mL蒸氨废液滤液于量筒中，将完全溶解的90ml硫酸铵溶液，放入高温高压机械搅拌反应釜中，调节转速至500r/min，调控温度至130℃，准备就绪后，迅速在反应釜中加入量好的的蒸氨废液滤液和硫酸铵溶液，当反应釜温度升至130℃后，保持温度不变，在500r/min的条件下反应80min。产物经过滤、迅速洗涤、立即干燥得到二水硫酸钙晶须。

实施例5，一、反应原料的制备：取蒸氨废液经三次过滤后，取其滤液，其中Ca²⁺浓度为1.20mol·L^-1。称量14.271g的硫酸铵置于锥形瓶中，加入90ml 的水，充分振荡至硫酸铵完全溶解；

二、半水硫酸钙晶须的制备：取90mL蒸氨废液滤液于量筒中，将完全溶解的90ml硫酸铵溶液，放入高温高压机械搅拌反应釜中，调节转速至500r/min，调控温度至130℃，准备就绪后，迅速在反应釜中加入量好的的蒸氨废液滤液和硫酸铵溶液，当反应釜温度升至130℃后，保持温度不变，在500r/min的条件下反应100min。产物经过滤、迅速洗涤、立即干燥得到二水硫酸钙晶须。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。