[發(fā)明專利]一種利用鈦石膏制取α-半水石膏的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310025601.3
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN103086624A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷蕓;陳禹成;江瑩;李容;陳菲菲
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B11/26
• 分類號(hào): C04B11/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇;唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)化工領(lǐng)域，特別涉及一種利用鈦石膏制取α-半水石膏的方法。?

背景技術(shù)

鈦石膏是采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時(shí)，為治理酸性廢水，加入石灰(或電石渣)以中和大量的酸性廢水而產(chǎn)生的以二水石膏為主要成分的廢渣，可以用來制作無燒磚和應(yīng)用于水泥緩凝劑，我國每年產(chǎn)生的鈦石膏約32～48萬t，但幾乎都沒有得到利用。鈦石膏的外觀多為土黃色，干燥后呈紅色，這與市場上的天然石膏外觀相差甚遠(yuǎn)，不利于推廣應(yīng)用。鈦石膏的排放不僅占用大量土地、污染環(huán)境。堆放于地面的鈦石膏廢渣受到雨水的沖洗，會(huì)導(dǎo)致鈦石膏在堆砌場上的流失，同時(shí)，鈦石膏經(jīng)過雨水的沖刷和浸泡后，其可溶性有害物質(zhì)會(huì)溶于水，然后隨著水在自然界中的流動(dòng)循環(huán)，會(huì)嚴(yán)重污染地表水以及地下水；另一方面，堆放于地面的鈦石膏經(jīng)日曬后，也會(huì)因風(fēng)吹以粉末狀飄散于大氣中、沉降到可能接觸到的外物表面，既污染環(huán)境又威脅健康。如果對(duì)其加以經(jīng)濟(jì)、有效的利用，不僅可以變廢為寶、保護(hù)環(huán)境、減少不可再生資源的消耗，也可以為鈦白粉企業(yè)減輕巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前鈦石膏的利用方向主要是制備建筑石膏及系列建材產(chǎn)品或水泥緩凝劑等，但經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值有限，綜合利用率和利用水平低。?

α-半水石膏和普通建筑石膏比較，具有強(qiáng)度高，利用范圍廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)。因此各國都在積極致力于將化學(xué)石膏制作成α-半水石膏，這也是目前化學(xué)石膏資源化利用的主要方向。將鈦石膏轉(zhuǎn)變成α-半水石膏可大大提高殘?jiān)幚淼慕?jīng)濟(jì)效益，改善鈦石膏的綜合利用度，并可在節(jié)約土地資源，保護(hù)環(huán)境方面發(fā)揮重要的作用，是鈦石膏綜合利用的理想選擇。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用鈦石膏制取α-半水石膏的方法。該制備方法工藝簡單可控，制備的α-半水石膏為短柱狀。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：?

一種用鈦石膏制備α-半水石膏的方法，其特征在于:它包括以下步驟：

（1）將除鐵鈦石膏和鹽溶液按固液質(zhì)量比為1：4-6混合配得料漿，所述鹽溶液的濃度按重量百分比計(jì)為10%-25%，然后添加轉(zhuǎn)晶劑，調(diào)節(jié)料漿的pH為3-6；

（2）將上述配好的料漿于92-102℃重結(jié)晶制得α-半水石膏料漿；?

（3）將α-半水石膏料漿與熱水混合攪拌后進(jìn)行固液分離；

（4）將分離后的固相用熱水洗滌，乙醇固定，抽濾，干燥；

所述的除鐵鈦石膏是采用以下方法制備得到的：在45-60℃時(shí)，于硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的鈦白廢酸中，邊攪拌邊加入電石灰或堿石灰，使其和鈦白廢酸充分反應(yīng)60-90min，在此反應(yīng)過程中需控制體系的pH在1.8-2.5之間，然后后處理得到除鐵鈦石膏。

按上述方案，所述除鐵鈦石膏的制備過程中電石灰或堿石灰和鈦白廢酸的質(zhì)量比為1：25-30。?

按上述方案，所述除鐵鈦石膏的制備過程中體系的攪拌速率優(yōu)選為600-800r/min。?

按上述方案，所述除鐵鈦石膏的制備過程中為使體系的pH控制在設(shè)定范圍內(nèi)，有需要時(shí)可通過加入pH調(diào)節(jié)劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。?

按上述方案，所述除鐵鈦石膏的制備過程中pH調(diào)節(jié)劑為稀H₂SO₄。?

按上述方案，所述除鐵鈦石膏制備過程中的后處理為對(duì)反應(yīng)后的料漿進(jìn)行洗滌，離心，抽濾，干燥。?

按上述方案，所述的鹽溶液為NaCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂中的任一種或一種以上的混合。按上述方案，所述的轉(zhuǎn)晶劑為丁二酸、檸檬酸或EDTA，所述轉(zhuǎn)晶劑為丁二酸或檸檬酸時(shí)，其用量為鹽溶液質(zhì)量的0.01%-0.1wt?%，為EDTA時(shí)，其用量為鹽溶液質(zhì)量的0.01%-0.5?wt?%。?

按上述方案，所述的重結(jié)晶溫度為95-100℃，重結(jié)晶時(shí)間為4-6h。?

按上述方案，所述洗滌用熱水的溫度優(yōu)選不低于90℃。?

本發(fā)明通過選用除鐵鈦石膏作為制取α-半水石膏的原料，不僅可以提高鈦石膏的白度，更重要地是，采用該除鐵鈦石膏在與鹽溶液混合配制料漿，于一定溫度進(jìn)行重結(jié)晶反應(yīng)，再后處理制備高強(qiáng)的α-半水石膏，可明顯減少鐵雜質(zhì)對(duì)后續(xù)α-半水石膏結(jié)晶過程的影響，得到滿足要求的短柱狀，單相α-半水石膏產(chǎn)品。通常，雜質(zhì)成分的存在會(huì)對(duì)結(jié)晶過程產(chǎn)生不利的影響，具體地，其可選擇性地吸附在雛晶的某些晶面、生長臺(tái)階或扭折部位，也可能嵌入或替換晶格中的離子，而對(duì)成核過程和晶體生長動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生抑制或促進(jìn)作用，直接影響石膏晶體的純度和物性。?