[發明專利]一種石膏粉末轉型生產石膏晶須的方法

有效

• 申請號: 202211076239.8
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115286030B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 王學文;王懿
• 申請（專利權）人: 寧波弗鎂瑞環保科技有限公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 曾九蓮

本發明公開了一種石膏粉末轉型生產石膏晶須的方法，該方法是將石膏粉末漿料與碳酸銨鹽和/或碳酸氫銨鹽混合，先在室溫下進行攪拌反應Ⅰ，再進行加熱攪拌反應Ⅱ；或者，將石膏粉末漿料與碳酸鹽混合，先在室溫下進行攪拌反應Ⅰ，過濾分離碳酸鈣，再將所述碳酸鈣加入至含硫酸銨的溶液中，進行加熱攪拌反應Ⅱ，即得。該方法通過控制溶液中Ca²⁺的過飽和度，并借助NH₄⁺的引導，迫使Ca²⁺與SO₄^2?再度結合時，定向生長，形成纖維狀的石膏晶須，具有工藝簡單，生產效率高，產品質量好，生產成本低，操作方便等優點，適合于石膏粉末常壓大規模生產石膏晶須的工業應用。

技術領域

本發明涉及一種石膏晶須的制備方法，具體涉及一種石膏粉末轉型生產石膏晶須的方法，屬于無機材料的制備領域。

背景技術

一般情況下，含Ca²⁺離子的溶液與含SO₄^2-離子的溶液混合后，形成的是具有層狀晶體結構的二水硫酸鈣(CaSO₄·2H₂O)石膏粉末，但通過控制二水硫酸鈣晶體生長的速率，則可獲得呈纖維狀結構的直徑達到納米級的石膏晶須。石膏晶須是一種性價比高、力學性能良好以及對環境友好的材料，可應用于復合材料、造紙、催化、可生物降解材料等領域。

早在1960年國外就提出了石膏晶須的制備方法，經過幾十年的發展，石膏晶須制備技術逐漸成熟，石膏晶須的制備方法分為三類:相轉變法、結晶法和化學合成法。

相轉變法是利用石膏二水相向半水相的轉變制備晶須。原料為二水石膏，產物為半水石膏晶須。二水石膏向半水石膏轉變的溫度為107℃，并通過實驗發現相變反應中110℃左右存在吸熱現象。因此，二水石膏向半水石膏轉變需要采用水熱法、鹽溶液法及有機溶劑法才能進行。水熱法是采用純水作為溶劑，加入石膏粉末后在高壓釜中進行高壓反應；由于采用了高壓，水的沸點上升，以達到二水石膏向半水石膏的轉變溫度，進而實現半水石膏晶須的制備。鹽溶液法是通過在純水中加入CaCl₂和H₂SO₄或HCl配成鹽溶液，之后加入石膏粉末，在常壓條件下加熱反應制備半水石膏晶須。有機溶劑法是采用以醇類物質為主的有機溶劑水溶液作為反應體系，以提高水的沸點，從而滿足二水石膏向半水石膏的轉變溫度的需要。，從而在液相中能夠進行晶須制備。相轉變法的缺陷是，相轉化不徹底，影響石膏晶須的成品率。

結晶法是利用二水硫酸鈣在不同介質溶劑中溶解，溫度降低時產生過飽和結晶的原理。一般在70～110℃的溫度下先將粉末狀石膏溶解，再將溶液溫度降至20～40℃，結晶出二水石膏晶須，原料和產物均為二水石膏。結晶法主要依靠體系溫度降低使溶解度降低來提供過飽和度，所以降溫過程在結晶法制備石膏晶須中是最為重要的過程。然而，硫酸鈣在溶液中的溶解度有限，且其溶解度隨溫度升降變化不大，利用結晶法生產二水石膏晶須生產效率低。