一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法及由其制备的硫酸钙晶须
阅读：723发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法及由其制备的硫酸钙晶须专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种利用化学 石膏 制备 硫酸 钙 晶须的方法及由其制备的硫酸钙晶须，包括如下步骤：1)浇注成型：将化学石膏、半 水 石膏晶须和水拌和均匀后浇注模具中，静置 凝固 得到石膏 块 ，脱模得到待蒸压石膏块，所述化学石膏、半水石膏晶须和水的 质量 比为(41-61)：(11～23):(29～35)；2)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在135～200℃下，高温蒸压2～10h；3)后处理：将蒸压处理后的石膏块在60～200℃的热空气下烘干、碾粉得到硫酸钙晶须。基于 申请 的方法，可用以大宗消耗化学石膏并制备得到硫酸钙晶须，且工艺简单、成本低、绿色环保。，下面是一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法及由其制备的硫酸钙晶须专利的具体信息内容。
1.一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)浇注成型：将化学石膏、半水石膏晶须和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块，所述化学石膏、半水石膏晶须和水的质量比为(41-61)：(11～23):(29～35)；
2)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在135～200℃下，高温蒸压2～10h；
3)后处理：将蒸压处理后的石膏块在60～200℃的热空气下烘干、碾粉得到硫酸钙晶须。
2.根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述化学石膏为脱硫石膏。
3.根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述化学石膏为磷石膏，在步骤1)之前需要对化学石膏进行预处理，具体步骤为：在化学石膏中加入所述生石灰和/或熟石灰，搅拌均匀，陈放3-5天得到预处理后的化学石膏，所述生石灰和/或熟石灰、化学石膏、半水石膏晶须和水的质量比为(1～10)：(41～55)：(11～23):(29～
35)。
4.根据权利要求3所述的根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述预处理后的化学石膏的含水率为20％～35％。
5.根据权利要求1-4任一所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述半水石膏晶须的质量百分比为15～22％，浇筑之前，在化学石膏、半水石膏晶须和水中加入缓凝剂，所述缓凝剂的加入量为半水石膏晶须重量的0.02％～0.05％。
6.根据权利要求5所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、聚磷酸钠和硼砂中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，所述半水石膏晶须由化学石膏制备得到或市购得到。
8.根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤2)中蒸压温度为135～165℃时得到半水石膏块，在步骤3)将得到半水石膏块在80℃～135℃烘干，所得硫酸钙晶须为半水石膏晶须，所述半水石膏晶须可以作为原料循环使用；蒸压温度为185～200℃时得到硬石膏块，在步骤3)中将得到的硬石膏块，在温度100℃～200℃烘干，所得硫酸钙晶须为硬石膏晶须。
9.根据权利要求1所述的利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤2)中蒸压温度为135～165℃时得到半水石膏块，在步骤3)中将得到半水石膏块，在60℃～80℃的烘干，然后打散磨粉得到纤维粉，再将所得纤维粉在相对湿度≥80％的环境中放置≥5天，所得硫酸钙晶须为石膏晶须。
10.硫酸钙晶须，其特征在于，由权利要求1-9任一所述的方法制备得到，硫酸钙晶须直径为1.4～9.2μm，长径比为71～135.1。
一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法及由其制备的硫酸
钙晶须
技术领域
[0001] 本发明涉及工业废渣的资源化利用技术领域，具体涉及一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法及由其制备的硫酸钙晶须。
背景技术
[0002] 晶须是人工控制生长的具有微米-纳米直径的纤维状单晶体，同类物质的晶须其强度和弹性模量最高，因而作为复合材料的增强、增韧组分具有十分广泛的应用。同时，各种物质的晶须因其控制生长的成本高、产量低也限制了晶须更为普遍的应用，所以发展高产量低成本制备晶须的方法具有重要意义。
[0003] 硫酸钙晶须指其主要化学成分为硫酸钙的纤维状单晶体，实际上其物相组成有三种：石膏(二水硫酸钙，CaSO4·2H2O)、半水石膏(二分之一结晶水硫酸钙，CaSO4·1/2H2O)、硬石膏(无水硫酸钙，CaSO4)。
[0004] 化学石膏又称为工业副产石膏，是在工业生产过程中产生的副产品，属于工业固废范畴。常见也是排出量最大的化学石膏有脱硫石膏和磷石膏。脱硫石膏是脱除燃煤烟气中硫的氧化物时形成的副产物，主要来自火力发电厂，广泛分布于我国北方地区，形成了巨大的堆存量。磷石膏是湿法生产磷酸的副产物，每生产1吨磷酸将产生3-5吨磷石膏，广泛分布于西南、湖北这样磷资源富集的地区。我国每年磷石膏排放量约2000万吨，累计排量已超过3亿吨。利用化学石膏制备硫酸钙晶须也已有不少的公开专利和文献，制备方法仍主要为水热法和常压酸化法。
[0005] 水热法的优点是不使用酸、碱等化学品，环境影响较小，主要缺点是不能连续生产，高压反应釜容积也不可能太大，因而单台次设备的生产能力低，相应的成本就会较高；常压酸化法的优点是反应在常压下进行，无需高温高压设备，可以实现准连续生产，但其缺点也十分明显，反应过程使用大量无机酸，会对设备造成严重腐蚀，或者说对生产设备要求也较高。此外，溶解时为了提高溶解度和溶解速率往往提高反应温度，可能造成酸雾，一方面腐蚀设备，另一方面对环境有潜在威胁，加上后续洗涤耗水且产生大量酸水，如果不进行处理会造成环境污染，如果进行处理其成本也不低。在公开的很多文献中都使用盐酸进行酸解，Cl-离子残留还会影响石膏晶须后续使用并对后续使用时的设备及环境造成潜在威胁。由上可知，现有技术中还存在很多没有克服的技术问题，还难以实现大宗资源化利用化学石膏以达到缓解环境压力的目的。
发明内容
[0006] 本发明解决的技术问题为：提供一种利用化学石膏制备硫酸钙晶须的方法，可用以大宗消耗化学石膏并制备得到硫酸钙晶须。
[0007] 本发明提供的具体解决方案包括如下步骤：
[0008] 1)浇注成型：将化学石膏、半水石膏晶须和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块，所述化学石膏、半水石膏晶须和水的质量比为(41-61)：(11～23):(29～35)；
[0009] 2)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在135～200℃下，高温蒸压2～10h；
[0010] 3)后处理：将蒸压处理后的石膏块在60～200℃的热空气下烘干、碾粉得到硫酸钙晶须。
[0011] 化学石膏是产出量极大的工业固废，发明人认为，将其资源化再利用至少应当遵循三条基本原则：大宗消耗、低成本和制备方法环境友好。具体原因如下：①大宗消耗，只有大宗消耗才能解决排放量大的问题，少而精的工艺并不适合用于排放量大的固废再利用，这是因为用这些方法并不能真正解决固废带来的问题，其原料完全可以用那些品质更好的化工原料或天然原料，而不用以固废为原料；②低成本，处理固废应当在当前技术经济条件下平衡环境与经济的关系，一味强调环境影响而不顾成本付出，与只考虑经济利益不考虑环境影响一样，都不是持续发展的观念；③环境友好，处理固废其最重要意义之一就在于还社会一个美丽的自然环境，因此应尽量避免使用会对环境造成污染的工艺去利用固废。
[0012] 为了符合这三条大排放量固废再利用原则，本发明提出了一种晶种诱导-高温蒸压的方法，以半水石膏晶须为晶种，以工业固废化学石膏为主要原料制备得到石膏晶须、半水石膏晶须或硬石膏晶须。其中，添加半水石膏晶须的目的在于：①半水石膏晶须起着胶结材料的作用，半水石膏晶须水化后具有高强度，可以将预处理化学石膏胶结成具有一定强度的块体，便于后续堆码、搬运和蒸压处理；②实验发现半水石膏晶须的纤维形态起到了诱导作用，半水石膏晶须胶结成的石膏块经过蒸压处理后其产物可以全部为纤维状半水石膏或硬石膏。
[0013] 基于本发明的有益效果：
[0014] (1)产能大：本发明最大的益处是显著提高了硫酸钙晶须的生产能力，使得大宗利用化学石膏制备高附加值晶须成为了可能。现行的水热法将待转化石膏配制成20％～30％浓度悬浊液使用高温反应釜进行水热反应，容积5000L的高温反应釜基本上已是现有反应釜的上限，其中，最大装料量为2/3容积，即3400L，按照30％浓度计算，固含量1020L(1.02m3)，也既是单台设备一个生产周期的产能约1m3。本发明经过浇注成型后再经过高温蒸压处理，其生产周期耗时与水热法相当，以建材行业常用的Φ2m×31m蒸压釜为例，其单台设备一个生产周期的蒸压处理能力为39m3，是使用5000L高温反应釜水热法的39倍。
[0015] (2)工艺简单、成本低：本发明工艺流程短，仅需三步即得到硫酸钙晶须，且生产过程不存在原料浪费，也不存在酸碱对设备的腐蚀，设备使用寿命长，高温蒸压设备为建材行业制备蒸压砖、加气砌块的通用设备，其它设备也为通用设备，因而投资少，整体上成本低。
[0016] (3)绿色环保：本发明提出的晶种诱导—高温蒸压工艺不使用酸碱，不产生废水，也基本没有废气和固废，无对环境的污染威胁，与常压酸解法比较用水量也低很多，更加绿色环保；化学石膏在其排放时都含有游离水，现在所公开的很多方法都需要将化学石膏烘干乃至煅烧，需要消耗额外能源。基于本发明的方法，在预处理及后续高温蒸压处理都需要一定量的水，特别适合处理湿法新鲜排放的化学石膏而不需要对其额外的烘干或其他处理，绿色环保、节能，同时还减少了化学石膏堆存带来的环境、安全隐患，降低堆场用地和维护成本。
[0017] 在上述方案的基础上，本发明还可以进行如下改进：
[0018] 进一步，所述化学石膏为脱硫石膏。
[0019] 进一步，所述化学石膏为磷石膏，在步骤1)之前需要对化学石膏进行预处理，具体步骤为：在化学石膏中加入生石灰或熟石灰，搅拌均匀，陈放3-5天得到预处理后的化学石膏，所述生石灰和/或熟石灰、化学石膏、半水石膏晶须和水的质量比为(1～10)：(41～55)：(11～23):(29～35)。
[0020] 其中，化学石膏主要包括磷石膏和脱硫石膏，其中磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，每生产1t磷酸约产生4.5-5t磷石膏，磷石膏分二水石膏(CaSO4·2H2O)和半水石膏(CaSO4·1/2H2O)，以二水石膏居多，脱硫石膏是烟气脱硫((Flue Gas Desulfurization，FGD)过程的副产品，FGD过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术，主要成分为二水硫酸钙CaSO4·2H2O。添加生石灰或熟石灰的目的- 3- 2-有两个：一是使化学石膏中可能存在的的F 、PO4 、CO3 等酸根离子形成难溶钙盐，减小对晶须生长的影响；二是研究发现蒸压环境下碱性条件有利于晶须生长。作为烟气脱硫产品的脱硫石膏中含有氢氧化钙或氧化钙，可以直接用来作为石膏晶须的制备原料，因此，无需再额外加入氢氧化钙或氧化钙。该条件下，可以得到高质量、高结晶度的硫酸钙晶须。
[0021] 优选的，所述化学石膏中石膏CaSO4·2H2O和/或半水石膏CaSO4·1/2H2O干基含量不低于95wt％，所述生石灰和/或熟石灰中活性氧化钙含量不低于60％，所述半水石膏晶须中CaSO4·1/2H2O含量不低于90wt％。
[0022] 该条件下，化学石膏中杂质少，制备得到的硫酸钙晶须品质好，白度高，且硫酸钙晶须纤维含量高。
[0023] 进一步，所述预处理后的化学石膏的含水率为20％～35％。
[0024] 化学石膏保持一定含水率(20％～35％)是为了保证自然陈放的过程中，酸根与Ca2能够反应完全。
[0025] 具体的，如果化学石膏的含水率低于了20％，则需另外在预处理之前在化学石膏中加入一定量水使其含水率达到20％或以上，但不超过35％。
[0029] 进一步，所述半水石膏晶须由化学石膏制备得到或者市购得到。
[0030] 具体的，半水石膏晶须除首次生产需要外购或制备之外，后续生产均可以产品作为原料。如果专门自制可按照以下工艺步骤和工艺条件制备：将步骤2)得到的预处理化学石膏按照总水量与石膏质量比为(0.4～0.55)：1的比例，加水配制成浆料，配置浆料时按照化学石膏质量的0.02％～1％添加晶形控制剂，将配制好的浆料放入耐高温高压敞口容器置于蒸压釜牵引小车上，入釜进行高温蒸压处理，处理温度135℃～165℃，时间6h～10h，降压后取出容器倒掉容器中的积水，将固体铲出在100℃烘干、碾粉就得到了自制半水石膏晶须。
[0032] 可选的，其他可以制备得到半水石膏晶须的方法同样适用于本申请。
[0033] 进一步，步骤2)中蒸压温度为135～165℃时得到半水石膏块，在步骤3)将得到半水石膏块，在80℃～135℃烘干，所得硫酸钙晶须为半水石膏晶须，所得硫酸钙晶须为半水石膏晶须，所述半水石膏晶须可以作为原料循环使用；蒸压温度为185～200℃时得到硬石膏块，在步骤3)中将得到的硬石膏块，在温度温度100～200℃烘干，所得硫酸钙晶须为硬石膏晶须。
[0034] 由此，期望产物的不同，高温蒸压条件和烘干条件不同，从而根据需要制备得到半水石膏晶须或硬石膏晶须。而且，只有第一次生产需要购买或专门自制半水石膏晶须，后续生产中半水石膏晶须也可以作为原料，这样就实现了循环生产。
[0035] 具体的，所述蒸压装置为卧式蒸压釜，为蒸养砖、加气砌块生产的通用设备。
[0036] 具体的，高温蒸压处理时，将步骤1)得到的石膏块堆码在蒸压釜的牵引小车上，送入蒸压釜进行高温蒸压处理一定时间，降压后打开釜门将小车牵出进入后处理步骤。
[0037] 由此，上述高温蒸压设备均为建材行业制备蒸压砖、加气砌块的通用设备因而投资少，整体上成本低。
[0038] 优选的，所述高温蒸压时间为4～6h。高温蒸压处理时间越长转化率越高，晶形越完整，但成本越高，综合成本因素，制备硫酸钙晶须的时间最佳为4-6h。
[0039] 进一步，步骤2)中蒸压温度为135～165℃时得到半水石膏块，在步骤3)中将得到半水石膏块，在60℃～80℃的烘干，然后打散磨粉得到纤维粉，再将所得纤维粉在相对湿度≥80％的环境中放置≥5天，所得硫酸钙晶须为石膏晶须。
[0040] 在该条件下，可以制备得到石膏晶须。
[0041] 具体的，蒸压处理结束后，根据期望得到的产品不同可进行不同的后处理，当蒸压处理产物为半水石膏时：①如需制备半水石膏晶须，则将牵引小车直接牵入烘干炉，用80℃～135℃的热空气烘干→干燥条件下碾粉就得到了半水石膏晶须；②如需制备石膏晶须，则将蒸压处理产物送入烘干炉，用60℃～80℃的热空气烘干(除去吸附在晶须表面的自由水)，然后碾粉，将所得纤维粉置于相对湿度RH≥80％的环境中自然放置5天以上，待其自然水化后就得到了石膏晶须。基于本申请的方法，在相同的工艺流程下，相同的设备条件下，只改变少量工艺条件，就可实现石膏晶须、半水石膏晶须或无水石膏晶须的生产，实现了产品多样化和设备应用程度的最大化。
[0043] 基于本发明的方法，显著提高了硫酸钙晶须的生产能力，使得大宗利用化学石膏制备高附加值晶须成为了可能；本发明提出的晶种诱导—高温蒸压工艺不使用酸碱及其它添加剂、诱晶剂(即使使用缓凝剂，其用量也极低)，不产生废水，也基本没有废气和固废，绿色环保，且与常压酸解法比较用水量低很多，同时可以将湿法新鲜排放的化学石膏作为原料直接用于生产硫酸钙晶须，无需额外处理，节能环保；生产过程不存在浪费，也不存在酸碱对设备的腐蚀，对设备损坏小，高温蒸压设备为建材行业制备蒸压砖、加气砌块的通用设备，其它设备也为通用设备，因而投资少，成本低；只有第一次生产需要购买或专门自制半水石膏晶须，后续生产中得到产品半水石膏晶须可作为生产原料加入，实现了循环生产；相同的工艺流程，仅工艺条件和少量步骤不同，且不需要额外的设备就可实现石膏晶须、半水石膏晶须和无水石膏晶须的生产，实现了产品多样化和设备应用程度的最大化。
[0044] 本发明还提供硫酸钙晶须，由如上所述的方法制备得到，直径为1.4～9.2μm，长径比为71～135.1。
[0046] 图1为基于本发明的硫酸钙晶须的制备工艺流程图；
[0047] 图2为实施例1制得的半水石膏晶须的SEM图；
[0048] 图3为实施例2制得的石膏晶须的SEM图；
[0049] 图4为实施例3制得的硬石膏晶须的SEM图；
[0050] 图5为实施例4制得的硬石膏晶须的SEM图；
[0051] 图6为实施例5制得的硬石膏晶须的SEM图；
[0052] 图7为实施例6制得的半水石膏晶须的SEM图；
[0053] 图8为实施例7制得的石膏晶须的SEM图；
[0054] 图9为实施例8制得的硬石膏晶须的SEM图；
[0055] 图10为实施例9制得的硬石膏晶须的SEM图；
[0056] 图11为实施例10制得的硬晶须的SEM图；
[0057] 图12为对比例1制得的半水石膏晶须的SEM图；
[0058] 图13为对比例2制得的硬石膏晶须的SEM图。
具体实施方式
[0059] 下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0060] 实施例1
[0061] 结合附图1，一种利用磷石膏制备半水石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0062] 1)准备如下重量百分比的原料：生石灰1％，水35％，磷石膏41％，半水石膏晶须23％；柠檬酸0.05％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0063] 2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0064] 3)浇注成型：将预处理磷石膏、半水石膏晶须、柠檬酸和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0065] 4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在135℃下，高温蒸压4h；
[0066] 5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在80℃的热空气下烘干、碾粉得到半水石膏晶须。
[0067] 实施例2
[0068] 一种利用磷石膏制备石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0069] 1)准备如下重量百分比的原料：生石灰2％，水34％，磷石膏45％，半水石膏晶须19％；柠檬酸钠0.04％(外掺：以半水石膏晶须为基准)
[0070] 2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0071] 3)浇注成型：将预处理磷石膏、半水石膏晶须、柠檬酸钠和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0072] 4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在150℃下，高温蒸压4h；
[0073] 5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在70℃的热空气烘干，然后打散磨粉得到纤维粉，再将所得纤维粉在相对湿度为85％的环境中放置6天，得到石膏晶须。
[0074] 实施例3
[0075] 一种利用磷石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0076] (1)准备如下重量百分比的原料：生石灰4％，水32％，磷石膏47％，半水石膏晶须17％；聚磷酸钠0.03％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0077] (2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0078] (3)浇注成型：将预处理磷石膏、半水石膏晶须、聚磷酸钠和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0079] (4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在190℃下，高温蒸压8h；
[0080] (5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在110℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0081] 实施例4
[0082] 一种利用磷石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0083] (1)准备如下重量百分比的原料：生石灰3％，水30％，磷石膏53％，半水石膏晶须14％；硼砂0.02％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0084] (2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0085] (3)浇注成型：将预处理磷石膏、半水石膏晶须、硼砂和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0086] (4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在190℃下，高温蒸压6h；
[0087] (5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在150℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0088] 实施例5
[0089] 一种利用磷石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0090] (1)准备如下重量百分比的原料：生石灰6％，水29％，磷石膏55％，半水石膏晶须11％；
[0091] (2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0092] (3)浇注成型：将预处理磷石膏、半水石膏晶须和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0093] (4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在200℃下，高温蒸压5h；
[0094] (5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在120℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0095] 实施例6
[0096] 一种利用脱硫石膏制备半水石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0097] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏42％，半水石膏晶须23％，水35％，柠檬酸0.05％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0098] (2)浇注成型：将脱硫石膏、半水石膏晶须、柠檬酸和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0099] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在135℃下，高温蒸压4h；
[0100] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在80℃的热空气下烘干、碾粉得到半水石膏晶须。
[0101] 实施例7
[0102] 一种利用脱硫石膏制备石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0103] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏46％，半水石膏晶须20％，水34％，柠檬酸钠0.04％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0104] (2)浇注成型：将脱硫石膏、半水石膏晶须、柠檬酸钠和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0105] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在150℃下，高温蒸压4h；
[0106] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在70℃的热空气中烘干，然后打散磨粉得到纤维粉，再将所得纤维粉在相对湿度为85％的环境中放置6天，得到石膏晶须。
[0107] 实施例8
[0108] 一种利用脱硫石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0109] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏51％，半水石膏晶须17％，水32％，聚磷酸钠0.03％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0110] (2)浇注成型：将脱硫石膏、半水石膏晶须、聚磷酸钠和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0111] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在190℃下，高温蒸压8h；
[0112] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在110℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0113] 实施例9
[0114] 一种利用脱硫石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0115] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏56％，半水石膏晶须14％，水30％，硼砂0.02％(外掺：以半水石膏晶须为基准)；
[0116] (2)浇注成型：将脱硫石膏、半水石膏晶须、硼砂和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0117] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在190℃下，高温蒸压6h；
[0118] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在150℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0119] 实施例10
[0120] 一种利用脱硫石膏制备硬石膏晶须的方法，该方法包括以下步骤：
[0121] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏61％，半水石膏晶须11％，水29％；
[0122] (2)浇注成型：将脱硫石膏、半水石膏晶须和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，脱模得到待蒸压石膏块；
[0123] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块堆码后，在200℃下，高温蒸压5h；
[0124] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在120℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0125] 对比例1
[0126] 为对比半水石膏晶须作为晶种的转晶效果，利用磷石膏制备半水石膏晶须作为对比组，包括以下步骤：
[0127] (1)准备如下重量百分比的原料：生石灰4％，水30％，磷石膏66％；
[0128] (2)预处理：在磷石膏中加入生石灰，搅拌均匀，陈放4天得到预处理磷石膏；
[0129] (3)浇注成型：将预处理磷石膏和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，由于其不具有胶凝性，为保持其外观形状，因此不脱模；
[0130] (4)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块(在模具内)，在135℃下，高温蒸压4h；
[0131] (5)后处理：将蒸压处理后的石膏块在80℃的热空气下烘干、碾粉得到半水石膏晶须。
[0132] 对比例2
[0133] 为对比半水石膏晶须作为晶种的转晶效果，利用脱硫石膏制备硬石膏晶须作为对比组，包括以下步骤：
[0134] (1)准备如下重量百分比的原料：脱硫石膏70％，水30％；
[0135] (2)浇注成型：将脱硫石膏和水拌和均匀后浇注模具中，静置凝固得到石膏块，由于其不具有胶凝性，为保持其外观形状，因此不脱模；
[0136] (3)高温蒸压处理：将得到的待蒸压石膏块(在模具内)，在190℃下，高温蒸压6h；
[0137] (4)后处理：将蒸压处理后的石膏块在150℃的热空气下烘干、碾粉得到硬石膏晶须。
[0138] 表1为实施例1-10和对比例1-2所制得的半水硫酸钙、石膏晶须、硬石膏晶须的性能参数汇总表
[0139] 实施例 产物 平均长度/μm 直径/μm 长径比 白度/％ 纤维含量/％实施例1 半水石膏晶须 142.0 2 71.0 97 99实施例2 石膏晶须 1200.0 9.2 130.4 98 98
实施例3 硬石膏晶须 160.0 1.7 94.1 97 98
实施例4 硬石膏晶须 200.0 1.6 125.0 98 98
实施例5 硬石膏晶须 194.0 1.7 114.1 98 98
实施例6 半水石膏晶须 166 1.9 87.4 98 98.0
实施例7 石膏晶须 1162.0 8.6 135.1 97 98
实施例8 硬石膏晶须 152 1.8 84.4 98 98
实施例9 硬石膏晶须 202 1.6 126.3 98 98
实施例10 硬石膏晶须 176 1.4 125.7 98 98
对比例1 半水石膏晶须 22 4 5.5 98 98
对比例2 硬石膏晶须 26 2.2 11.8 98 98
实施例3 硬石膏晶须 160.0 1.7 94.1 97 98
实施例4 硬石膏晶须 200.0 1.6 125.0 98 98
实施例5 硬石膏晶须 194.0 1.7 114.1 98 98
实施例6 半水石膏晶须 166 1.9 87.4 98 98.0
实施例7 石膏晶须 1162.0 8.6 135.1 97 98
实施例8 硬石膏晶须 152 1.8 84.4 98 98
实施例9 硬石膏晶须 202 1.6 126.3 98 98
实施例10 硬石膏晶须 176 1.4 125.7 98 98
对比例1 半水石膏晶须 22 4 5.5 98 98
对比例2 硬石膏晶须 26 2.2 11.8 98 98
[0140] 由图2-13以及表1中数据可知，基于本发明的方法制备得到了分散均匀的微米-纳米直径的针状纤维，可用作复合材料的增强、增韧组分，而对比例1和对比例均为短棒状纤维。基于本发明的方法制备得到硫酸钙晶须(半水石膏晶须、石膏晶须和硬石膏晶须)直径为1.4～9.2μm，长径比为71～135.1，尺寸均匀，质量好(白度≥97％，纤维含量≥98％)，具有良好的应用前景。
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