用工业废弃磷石膏为原料制备碳酸钙晶须的研究.doc

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1、用工业废弃磷石膏为原料制备碳酸钙晶须的研究　　论文关键词磷石膏碳酸钙晶须制备论文摘要以工业废弃磷石膏为原料制备碳酸钙晶须，利用显微镜和扫描电镜观察晶体形貌，晶须样品的晶型用X衍射和红外光谱进行了表征。在未添加任何添加剂的情况下，成功制得长径比约30～60、表面光滑、大小分布均匀的文石型晶须及形貌独特的树枝状晶体，并对晶须的形成机制进行了分析。用磷石膏为原料制备碳酸钙晶须的最佳工艺条件为反应温度60～80℃，碳酸钠溶液滴加速度小于16mL/min，搅拌转速为300～450r/min。　　Keywords：phosphogypsum；calciumcarbonate；whiske

2、rs；preparation　　Abstract：Calciumcarbonatewhiskersweresynthesizedbyusingindustrialwastephosphogypsumasrawmaterials.Calciumcarbonatecrystalformwascharacterizedbymicroscopeandelectron-scanningmicroscope,XRDandFTIRanalysiswasemployedtoinvestigatethemorphologyofcalciumcarbonatewhiskers.Thesmooth

3、anduniformcalciumcarbonatewhiskerswithaspectratio30-60wereproducedwithoutanyadditive,andthespecialbranch-likecalciumcarbonatecrystalwasalsopreparedsurprisingly.Furthermore,themechanismforthecalciumcarbonatewhiskersgrowthwasdiscussed.Theoptimumprocessingconditionsforpreparationofcalciumcarbo

4、natewhiskersobtainedwereasfollow:reactiontemperature60-80℃,droppingvelocityofsodiumcarbonatesolution<16mL/min,agitationrate300-450r/min.　　由于肥料工业的发展，目前全世界每年排出的磷石膏约为1亿t，其中绝大部分被当作废渣倾倒于河流、海洋，或围堤筑坝，或堆积如山。这既浪费了可贵的石膏资源，同时给环境造成了严重污染。随着磷肥工业的发展及对环境污染控制要求的日益严格，世界各国正积极寻求合理利用废弃石膏的有效途径[1-2]。　　碳酸钙晶须在显微

5、下呈针状或纤维状单晶体，具有性价比高、热稳定性好、易于加工等特点，其在造纸、塑料、橡胶等工业具有广泛应用前景。碳酸钙晶须的制备研究是当前国内外研究的热点，其制备方法很多，文献报道的合成碳酸钙晶须所采用的方法主要有：①用可溶性钙盐与碳酸盐制备；②用碳酸氢钙制备；③尿素水解法制备；④采用Ca(OH)2悬浊液中通入CO2反应制备等[3-7]。但是以废弃磷石膏为原料制备碳酸钙晶须尚未见报道。笔者探讨了以工业废弃磷石膏提供钙源制备碳酸钙晶须的可行性，研究了影响碳酸钙晶形和晶须质量的因素，为利用废弃磷石膏制备碳酸钙晶须奠定了基础。6　　1材料与方法　　1.1原料和仪器　　石膏(CaSO4

6、·2H2O的质量分数为96.84％，粒度≤125μm)，碳酸钠(分析纯)，反应器（自制，不锈钢材质），XSP-16A型生物显微镜，HHS-2S型恒温水浴，JJ-1型电动搅拌器，DM6234P型转速测定仪，CX-41型奥林巴斯显微镜（日本奥林巴斯株式会社），JSM-5900LV型扫描电子显微镜(JEOL)，AVATAR360FT红外光谱仪（美国Nicolet公司），X’PertProMPDX衍射仪（Philips）。　　1.2实验方法　　取一定质量的石膏粉和100mL蒸馏水于自制不锈钢反应器内，在搅拌下将碳酸钠溶液以一定的滴加速度加入反应器内，并且保持反应体系恒温，待碳酸钠溶液

7、滴加完毕后继续搅拌30min，过滤、洗涤、干燥即得产品。在条件实验中用奥林巴斯显微镜观察碳酸钙晶体形貌，最后对最佳工艺条件下制得的晶须样品进行扫描电镜、X-衍射和红外光谱测试。　　2结果与讨论　　2.1反应温度对碳酸钙形貌的影响　　在搅拌转速为300r/min、滴加速度为8.0mL/min及其他实验条件不变的情况下，测定反应温度对碳酸钙样品形貌的影响，结果如图1所示。(a)40℃(b)65℃(c)80℃图1不同反应温度下碳酸钙样品的显微照片（×640倍）Fig.1Microscopephotograph