硫酸鈣晶須的合成及其溶解抑制研究.pdf

1、硫酸鈣晶須集增強(qiáng)纖維和超細(xì)無(wú)機(jī)填料二者的優(yōu)勢(shì)于一體，其化學(xué)性能穩(wěn)定，具有白色光澤，價(jià)格低廉，可以用作增強(qiáng)增韌材料、摩擦材料及環(huán)境材料等。若將硫酸鈣晶須應(yīng)用于造紙，不但能降低植物纖維的消耗，還可以減少造紙廢水的排放，市場(chǎng)應(yīng)用前景較為廣闊。本課題以含鈣的鎳礦浸出尾液為研究對(duì)象，采用溶液合成法制備硫酸鈣晶須，并針對(duì)其在造紙方面的應(yīng)用進(jìn)行溶解抑制改性研究。
　　首先，模擬含鈣浸出尾液配制出0.3mol/L的Ca(NO3)2溶液，以此溶液與

2、H2SO4溶液為主要實(shí)驗(yàn)原料，選取MgCl2·6H2O為晶形助長(zhǎng)劑，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，探討了不同制備條件對(duì)硫酸鈣晶須產(chǎn)率及長(zhǎng)徑比的影響。結(jié)果表明：當(dāng)鈣鎂摩爾量之比為13，硫酸濃度為60％，SO42-/Ca2+摩爾量之比為2.5，反應(yīng)溫度為85℃，陳化時(shí)間為10h時(shí)，硫酸鈣晶須產(chǎn)率最高，可達(dá)81.60%，長(zhǎng)徑比最大值為72.23。此后，系統(tǒng)地考察了所得產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明本課題制得的硫酸鈣晶須為無(wú)水硫酸鈣晶須，產(chǎn)品形貌均一，純度較高，

3、表面吸附的官能團(tuán)主要為羥基，晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密。
　　其次，著重研究了抑制硫酸鈣溶解的表面改性方法。在分析對(duì)比不同改性劑對(duì)硫酸鈣晶須留著率影響的基礎(chǔ)上，提出了LZ復(fù)合表面改性劑的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，確定了晶須改性的最佳條件，即采用Na3PO4調(diào)節(jié)體系pH至9，保持水浴溫度為70℃的情況下，采用LZ改性劑對(duì)硫酸鈣晶須改性45min，并于120℃條件下烘干，可得最佳改性效果，測(cè)得改性硫酸鈣晶須的留著率為93.67%。
　　最

4、后，對(duì)比分析了改性前后硫酸鈣晶須表面物理化學(xué)性質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)經(jīng)溶解抑制改性的晶須雖粒度和白度略有降低，但仍保持了原有物質(zhì)組成。掃面電鏡觀測(cè)及紅外光譜分析顯示，改性后的晶須表面吸附了部分沉淀顆粒及-CH3、-CH2、C=O等基團(tuán)，認(rèn)為晶須表面形成了以Ca3(PO4)2沉淀與螯合物包覆為主的化學(xué)包覆層，與表面大分子形成的物理包覆層共同作用抑制了晶須溶解，在此基礎(chǔ)上，建立了硫酸鈣晶須的表面改性模型。
　　本課題立足于硫酸鈣晶須的溶液合成