第４５卷第１期人工晶体学报ｖ０１．４５Ｎ。
．１垫！鱼生！旦：一——』些坐坠坚』堡堡堡』些些些————————墅鬯垡坠利用脱硫石膏制备高品质二水石膏卢静昭，赵斌，陈学青，曹吉林（河北工业大学化工学院，河北省绿色化工与高效节能重点实验室，天津３００１３０）摘要：利用脱硫石膏在酸性溶液中重结晶的特点，采用重结晶技术对脱硫石膏进行脱色提纯，通过对溶解、结晶过程的控制制备出高纯度、高自度的二水石膏。
研究了硫酸浓度、晶种量、料浆浓度、稳定剂、温度、反应时闻、陈化时闻对二水石膏结晶的影响，并进行了母液循环实验。
研究结果表明：常压下，Ｈ２Ｓ０４用量ｌＯ．Ｏ％，ｃａ（（）Ｈ）ｚ用量０．５％，料浆浓度７．４％。
聚乙二醇用量０．５％，反应温度１２０℃，反应时间２．５ｈ，陈化２４ｈ后生成的二水硫酸钙结晶形貌良好，白度为９４．０ｌ％，纯度达９９．２４％；母液循环３次后生成的二水石膏纯度大于９８％。
关键词：脱硫石膏；重结晶；二水硫酸钙中图分类号：ＴＤ９８文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９８５ｘ（２０１６）０１枷９７聊Ｐｒｅｐ黜曩６触ｏｆｔｈｅｌＩｉｇｌｌ－ｑｕａｌｉ锣Ｇｙｐｓ啪ｂｙＤｉｈｙｄｒａｔｅＦＧＤ明ｊ堍一批ｏ，ＺＨＡ０Ｂ讥，ＣＨＥＮＸ妣一ｑ吨，ＣＡ０沁ｈ（ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｆＧｒｅｅｎＣｈｅＩＩＩｉｃａｌ‰ｈｎｏｌｏ盱＆ＨｉｇｈＥ雎ｃｉｅｎｔＥｎｅｒｇｙＳａｖ咄，Ｓｃｈ００ｌ０ｆｃｈｅｍｉｃａｌＥ嚼ｎｅ谢ｎｇ＆‰ｈ叫。
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据估计，２０１５年我国脱硫石膏的年产量在５０００万吨以上，如能有效回收利用，可极大改善我国优质石膏资源贫乏的现状。
脱硫石膏中二水石膏含量在９０％以上，但Ｍ９２＋、ｃｌ一、Ｆｅ３＋等可溶性杂质离子含量较高，致使颜色偏深‘Ⅵ１。
而这些杂质颗粒与脱硫石膏的晶体颗粒相当，在煅烧及制品生产过程中难以除去…。
因此，如何提纯脱硫石膏，收稿日期：２０１５ＪＤ７旬７；修订日期：２０１５—０８．３１基金项目：河北省自然科学基金（Ｂ２０１３２０２２４６）；天津市自然科学基金（１４ＪｃＹＢＪｃｌ９９００）作者简介：卢静昭（１９９１・），女，河北省人，硕士研究生。
Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｊｉｎ乎ｈａｏｌ２３＠１２６．ｃｏ“通讯作者：曹吉林，教授。
Ｅ—ｍａｉｌ：ｃａｏｊｉｕｎ＠ｈｅｂｕｔ。
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ｃｎ万方数据人工晶体学报第４５卷并增大脱硫石膏的颗粒粒度是解决以上问题的关键。
美国巴威公司Ｈ。
和如ｕｌｋｆ血ｂ１分别发表专利介绍了多级水力旋流器工艺和细颗粒多级分离工艺对石膏浆液进行提纯的方法，但由于该法完全采用物理手段提纯，脱硫石膏提纯产品品质较低。
汪潇等№３发明专利介绍了粗选、精选和深选的反浮选工艺，以单纯的选矿方式对脱硫石膏进行提纯的方法，该法需要多级浮选，损失较大且提纯效果也不显著。
Ｍｃａ），ｐｕｎＨｏ等通过酸浸法除去脱硫石膏原料中的杂质，再通过掺杂调节剂纯化石膏原料，结果表明，烟气脱硫石膏经预处理后，杂质含量明显降低，性能有所改善，但纯化后的石膏白度和纯度仍然难以满足制备高精细化学品的要求。
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和ＵｃｈｙＩＩｌｉａｋ等一。
从动力学角度研究石膏在反渗透过程中的结晶过程，利用膜分离技术对硫酸钙进行提纯，然而硫酸钙极易在膜面成核、结晶，致使膜污染。
也有学者利用重结晶法对脱硫石膏进行提纯，但由于二水石膏在常温水溶液中结晶缓慢，养护时间需要１５～２０天，最终难以工业化¨０’１１Ｊ。
本课题组前期将脱硫石膏置于盐酸溶液中进行转晶，脱除了晶体内部杂质，并重结晶生成半水石膏晶须产品，但该工艺路线较长，且母液中铁离子易富集，影响产品的纯度和性能【ｌ２１。
基于此，本文尝试在硫酸体系中，以聚乙二醇为促晶剂，水热法促使脱硫石膏（ＦＧＤ）脱水生成半水石膏（ＨＨ），再重结晶生成颗粒均匀、粗大的二水石膏（ＤＨ）晶体，达到提高脱硫石膏的纯度和白度的目的。
２实验２．１原料与试剂试验原料为某电厂烟气脱硫系统产生的脱硫石膏，外观呈黄褐色粉状，其组成的化学分析见表１，该脱硫石膏的主要成分ＣａＳＯ。
・２Ｈ：Ｏ，约占９４．１４％。
表１脱硫石膏主要化学成分！璺婪！！竺塾型型婴苎型垡竺堕！垒旦Ｃａ０３１８９Ｓｉ０２１０７Ａ１２０３】．５４Ｓ０３４３．３７Ｍ９０１．５７Ｆｅ２０３１．４５Ｈ２０１８．８８Ｓｕｍ９９．７７』丝丝实验所用试剂均为分析纯，硫酸来自天津市化学试剂五厂；氢氧化钙来自天津市塘沽邓中化工厂；聚乙二醇来自天津市光复精细化工研究所；邻菲罗啉和无水乙酸钠来自天津市赢达稀贵化学试剂厂；冰醋酸来自天津市化学试剂一厂；实验所用水均为蒸馏水。
２．２实验方法脱硫石膏的物理提纯：采用水洗脱硫石膏原料的方法对其进行粗提纯，并用吸铁石吸除具有磁性的铁离子杂质。
脱硫石膏下沉时，粉煤灰等大颗粒杂质主要集中于浆料的最下层，泥土颗粒等杂质主要集中于上层，中层可得到初步提纯的浅黄色脱硫石膏。
脱硫石膏的化学提纯，称取适量粗提纯脱硫石膏（ＦＧＤ）、蒸馏水、浓硫酸（９５％～９８％）和分散剂（聚乙二醇）置于２５０ｍＬ三口烧瓶中，并加入少量氢氧化钙使之与硫酸反应生成二水硫酸钙用作晶种。
将三口烧瓶置于恒温磁力搅拌器内，控制浆液温度为１２０℃，在浆料加热搅拌过程中，每１０ｍｉｎ取样一次并在显微镜下观察晶体形状。
待脱硫石膏（ＦＧＤ）晶体形貌由棱柱状转变为针棒状时停止加热。
然后，将料浆从烧瓶内移到锥形瓶中并置于常温下陈化，一段时间后将上层悬浮液倾倒出去，固相进行洗涤过滤，在４５℃（±ｌ℃）烘箱中烘干３ｈ，得到的白色固体即为提纯石膏，称重并测定白度值备用。
倾倒而出的滤液（母液）进行抽滤，去除杂质后进行母液循环。
２．３分析方法产品白度采用北京康光仪器有限公司生产的ｓｃ一８０型全自动测色色差计测定；Ｃａ”用ＥＤＴＡ滴定法检测，ｓｏ：一利用重量法测定。
脱硫石膏原料与产品的化学成分分析依据ＧＢ／Ｔ５４８４．２０００（石膏化学分析方法）中所述方法进行。
样品ｘＲＤ分析采用日本理学Ｄ／Ｍａ】【ＩＩ－２５００ＶＢ２＋／ＰＣｘ射线衍射仪测定，Ｃｕ靶（Ｋ。
射线，Ａ＝０．１５４０６ｎｍ），管电压４０ｋＶ，管电流１００ｍＡ，硅粉为内标，扫描速度Ｏ．２５。
／ｍｉｎ，扫描范围２秽＝５。
一９０。
；样品表观形貌用ｃＯＩＣ公司Ⅺｚ—Ｈ光学显微镜和ＦＥＩ生产的ＮａｎｏＳＥＭ４５０型扫描电子显微镜（ＳＥＭ）考万方数据第ｌ期卢静昭等：利用脱硫石膏制备高品质二水石膏９９察，仪器的分辨率为１．０ｎｍ，放大倍数为２０—１００００００倍。
３结果与讨论脱硫石膏是采用湿法脱硫生成的副产物，在脱硫过程中石灰／石灰石磨碎制成浆液与烟气充分接触，从而３．１脱硫石膏的物理提纯脱除烟气中的ｓＯ：。
在脱硫过程中烟气中的粉煤灰等杂质极易被卷入浆液当中，致使生成的脱硫石膏颜色较深。
根据脱硫石膏的颗粒特性，本文利用沉降法对脱硫石膏进行初步提纯。
并按ＧＢ／Ｔ５４８４－２０００对沉降分层后上、中、下三层的石膏组成进行物相分析（表２），同时测定其自度变化。
研究结果表明，脱硫石膏下沉时，上层颗粒最细且有色杂质含量也最多，白度在１０．２１％到１５．３９％之间，杂质成分对应水合硅酸盐中颗粒非常细小的蒙脱石和高岭土晶体，分子结构为Ａｌ：Ｏ，・２ｓｉＯ：・２Ｈ：Ｏ，且具有一定粘性；中层颜色较浅，颗粒也较大杂质较少，白度在５４．９２％到６９．１７％之间；下层为灰黑色，含有绝大部分的粉煤灰，硫酸钙颗粒也最大，有色杂质成分对应粉煤灰中的Ｍｕｌｉｔｅ（莫来石晶体）、ＳｉＯ：（石英晶体）和无定形的ｍ：０，，白度在２１．７７％到３８．９２％之间。
通过物理法进行提纯，去除了脱硫石膏中颜色较深的部分，提高了脱硫石膏的纯度和白度。
表２粗提纯脱硫石膏的各层物相组成Ｈ２ｏＰｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｏｓ０３ｓｊ０２ＭｇｏＦｅ２０３Ａ１２０３唑皇ｒｓ尸Ｉ登Ｉ｜ｊＩ一吨Ｊ・・Ｔ卵ｒＨｌＡ）融一一：铀。
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