马文静, 陈学青, 郜丽丽, 李 雲, 郭宏飞, 李治水, 曹吉林

脱硫石膏制备-CaSO4晶须及II-CaSO4晶须

马文静1, 陈学青1, 郜丽丽1, 李 雲1, 郭宏飞1, 李治水2, 曹吉林1

(1. 河北省绿色化工与高效节能重点实验室, 河北工业大学 化工学院, 天津 300130;2. 天津渤化永利化工股份有限公司, 天津 300452)

为了制备稳定的无水不溶硫酸钙(II-CaSO4)晶须，提出改进的水热–焙烧工艺。以脱硫石膏为原料，在HCl-MgCl2溶液中通过加压水热反应合成无水可溶硫酸钙(-CaSO4)晶须，焙烧得到II-CaSO4晶须。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等进行表征。实验结果表明，-CaSO4晶须的最佳生长条件为：MgCl2浓度为0.07 mol·L−1，脱硫石膏与水的质量比(gypsum)/(H2O) 为 0.09，HCl浓度为0.44 mol·L−1，反应温度为120 ℃，反应时间为2.5 h。在600 ℃焙烧后，制得长径比大、表面光滑且规整度高的II-CaSO4晶须。相比于传统的水热–焙烧工艺，以-CaSO4晶须为中间产物的工艺避免了结晶水脱除对晶格的破坏，制得的II-CaSO4晶须结构致密，具有高稳定性。

脱硫石膏；无水硫酸钙晶须；水热–焙烧法；长径比

1 前 言

脱硫石膏(flue gas desulfurization gypsum，FGD gypsum)是工业烟气湿法脱硫的副产物，主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，还含有粉煤灰、铁硅氧化物、碳酸钙、亚硫酸钙、钾镁硫酸盐等杂质。由于脱硫石膏杂质复杂、颗粒级配差等因素的影响，脱硫石膏的应用水平不高且利用率低[1-2]，造成资源浪费和环境污染。因此，脱硫石膏的高效利用是当前研究的重要问题。

硫酸钙晶须是硫酸钙的一种纤维状单晶体，可分为CaSO4·2H2O、半水硫酸钙(CaSO4·0.5H2O)和无水硫酸钙(CaSO4)晶须，其中CaSO4晶须又可以分为无水可溶型(-CaSO4)和无水不溶型(II-CaSO4)[3]。CaSO4·2H2O晶须易风化，CaSO4·0.5H2O和-CaSO4晶须易发……