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| 常压水热Ca-Na-Cl溶液中用磷石膏制备 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2013-12-04 21:30:52 浏览次数： |
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常压水热电解质溶液中，二水石膏、a-半水石膏、无水石膏三相之间的转化对于无机盐工业、磷化工以及石膏胶凝材料的制备都具有重 要 的 影 响。合适的条件下，二水石膏相在H3PO4、H2SO4、HCl、HNO3及其盐 （Na2SO4、NaCl、KCl、CaCl2等）的水溶液中，可以脱水转变为a-半水石膏，该种工艺是在常压条件下完成ＤＨ的脱水过程，相对于传统的蒸压法和高压水热法具有反应条件温和、便于操作的特点使之成为a-半水石膏制备的新方法和近些年来研究的热点。
磷石膏是湿法磷酸生产的副产品，主要成分为二水硫酸钙，每生产1t磷酸约产生5t的磷石膏。伴随着磷化工行业的飞速发展，2010年我国新增磷石膏排放量为5000万吨，全球达2.8亿吨。由于含有一定量的可溶磷、氟、有机物等杂质影响其使用和性能，目前磷石膏的资源化利用率仅为20%，绝大部分磷石膏采用露天堆置，不仅占用土地资源，给企业增加巨大经济负担，而且造成环境污染，因此开发新的利用途径对于磷石膏资源循环和环境保护都具有重要的意义。
武汉理工大学马保国等研究了磷石膏在常压水热Ca-Na-Cl溶液中的脱水过程，并对其脱水产物进行了鉴别分析，以期对磷石膏常压水热制备高性能a-半水石膏提供基础。
（1）95℃水热Ca-Na-Cl溶液中，可以用磷石膏制备a-半水石膏。24% CaCl2溶液中，磷石膏水热反应240min后固相产物为a-半水石膏；内掺NaCl可以显著提高脱水反应速度，当NaCl掺量为4%时，磷石膏的脱水反应时间由240min缩短为50min，但固相中杂质Na2O的含量也明显增加，产物的晶体形态逐渐变差。
（2）对磷石膏水热反应脱水产物再水化性能和晶体形态分析表明，在24% CaCl2溶液以及Ca-Na-Cl溶液中，磷石膏水热反应为a-半水石膏，且随着NaCl含量的增加，产物各晶面发育的完整度和规则性降低；而在NaCl水热溶液中磷石膏的脱水产物中仅有约30%的固相为具有水化作用的a-半水石膏。
（3）在常压浓Ca-Na-Cl溶液中磷石膏可以二水相脱水转变半水相是由于CaCl2、NaCl降低了水的活 度。由于存在同离子效应，磷石膏在浓CaCl2溶液中的SO42-浓度比纯水中小，但Ca2+的活度仍比较高，使其能进入晶格，此时界面扩散以及对异性离子的吸附能够极大地促进速度控制步骤。掺入NaCl后，SO42-浓度呈现增大的趋势，但NaCl含量大于2%后，SO42-浓度也趋于稳定。因此磷石膏在常压浓Ca-Na-Cl溶液制备a-半水石膏时，NaCl含量最好控制在2%以内。
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