王鑫，纪利俊，陈葵，武斌，吴艳阳，朱家文

（华东理工大学化工学院，上海200237）

pH与Ca2+浓度对磷石膏常压制备α-半水硫酸钙的影响

王鑫，纪利俊，陈葵，武斌，吴艳阳，朱家文

（华东理工大学化工学院，上海200237）

研究了以Ca-Mg-K复合盐溶液为转晶体系中pH及Ca2+浓度对磷石膏常压水热法制备α-半水硫酸钙的影响。通过测定反应中固、液两相组成随时间的变化，得到了磷石膏在不同盐溶液体系当中的转晶速率。采用TESEM、XRD、TG等检测方法对产物做了表征，根据不同初始条件对最终产物晶体形貌的影响，讨论了不同条件下的影响机理。建立了以表面反应控制为基础的原料磷石膏溶解动力学模型，拟合得到不同Ca2+浓度条件下的表观溶解反应速率常数及反应级数，结果表明：磷石膏的溶解过程属于表面反应控制，在Ca2+浓度为2.5～3.5 mol/L的中性环境中，其溶解反应表观反应级数相差不大，平均值为1.533。

磷石膏；α-半水硫酸钙；晶型；溶解动力学

磷石膏（phosphogypsum，简称PG）是湿法磷酸工艺生产过程中的副产物，每生产1 t的磷酸约产生4.5 t磷石膏。目前，中国对磷石膏的利用率仅为2%～3%，相较于发达国家仍处于较低水平［1-6］。磷石膏主要成分为二水硫酸钙（CaSO4·2H2O，简称DH），二水硫酸钙在一定条件下可以脱去1.5个结晶水转晶成为半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O，简称HH），半水硫酸钙根据晶型不同又可分为β-半水硫酸钙（β-CaSO4·0.5H2O，简称β-HH）及α-半水硫酸钙（α-CaSO4·0.5H2O，简称α-HH）。研究表明［7-9］，α-HH的水化产物较β-HH有强度高、需水量小、水化结构稳定、性价比优越等优势，目前已广泛应用于石膏陶瓷模具、地板材料、石膏装饰材料等领域。……