[发明专利]一种转晶剂及利用该转晶剂制备α-型高强半水石膏的方法

说明书

本发明公开了一种转晶剂及利用该转晶剂制备α‑型高强半水石膏的方法，主要包括：1)调节脱硫石膏的pH值为6～9；2)配制脱硫石膏与水的悬浮液，加入转晶剂、结晶习性稳定剂、表面活性剂；3)在温度110～160℃、压力0.2～1.0MPa下恒温反应2～6h，得到α‑型半水石膏。本发明特别适合于高强度半水石膏等高端产品的制备，所得产品的抗折强度可高达6.5MPa，抗压强度达54.5MPa。本发明主要用于燃煤电厂脱硫副产物脱硫石膏的转化与利用。这种制取石膏成品的方法不仅可减少对天然石膏矿的开采，从而节约资源，而且还可变废为宝，实现资源的循环利用，是一项值得推广的技术。

技术领域

本发明属于脱硫石膏外加剂及石膏深加工技术领域，具体涉及一种转晶剂及利用该转晶剂制备α-型高强半水石膏的方法。

背景技术

脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫的副产物。通常，电厂采用湿式石灰石(石灰水)吸收烟囱尾气中的二氧化硫的办法进行脱硫，以避免尾气排放大量的SO₂而造成大气的污染，该过程最终生成一种化学成分为硫酸钙的产物，称为脱硫石膏。随着越来越多燃煤电厂采用该种烟气脱硫工程，我国脱硫石膏的产生量也越来越多，甚至相当惊人。比如，2017年以来，我国每年要排放超过1.5亿吨脱硫石膏。如果不能很好地处置这些石膏，不仅占据大量的土地，而且对生态环境也造成严重污染。

在国外，脱硫石膏的研究与利用主要集中在日本、美国以及欧洲等工业发达国家。至今，这些国家在脱硫石膏的转化与利用方面已经做了大量的工作，解决了与脱硫石膏转化利用相关的许多技术难题。目前，由脱硫石膏转化生产的产品在工业中得到大量应用，并获得市场认可。相对来说，国内脱硫石膏的利用起步得较晚，且开发的产品质量不过关，使得国产脱硫石膏在实际应用中难以达到要求。因此，有必要开发适合我国国情的(本土化的)、具有自主知识产权的新工艺，从而实现国内脱硫石膏的大规模转化利用。

制备高强度α-半水石膏是脱硫石膏资源化利用的一条重要途径。目前，国内外生产α-半水石膏的方法主要有：加压水蒸气法(高温蒸压法)、常压盐溶液法、和加压水溶液法(水热法)等。其中，加压水蒸气法是目前国内比较流行的制备方法，但由于该过程中转晶剂在产品中分布不均匀等因素，较难制备出高强度的α-半水石膏的晶体，且产品质量也随原料的波动明显。常压盐溶液法是在浓盐溶液体系中进行，但浓盐溶液对后续脱水洗涤以及产品纯度影响较大。加压水溶液法制备过程中，转晶剂一般采用高价可溶性的金属盐与有机酸，且金属盐作用效果不及有机酸。故为了更好的调控形貌，大多研究人员采用复掺方法(即无机盐与有机酸复合使用)，或不同有机酸结合使用以制备出短柱状的α-型高强半水石膏。但采用复掺方法无论是工艺流程的复杂性还是成本都存在一定局限性，且得到产品的抗压和抗折强度也远低于国外水平。鉴于此，有必要对高强α-半水石膏的制备方法进行更深入的探索与研究，以开发出一种产品质量好、工艺相对简单、成本相对低廉、具有产业化前景的高强α-半水石膏制造新方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种转晶剂及利用该转晶剂制备α-型高强半水石膏的方法，利用萘二甲酸类物质的骨架结构特征，通过其空间结构起到超强转晶效果，使脱硫石膏的结构发生较大变化，转变为短小规则的六棱柱α-型高强半水石膏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种α-型半水石膏制备方法，包括：

1)脱硫石膏的前处理：调节脱硫石膏的pH值为6～9，优选pH值为8.5；对脱硫石膏进行前处理，有利于得到稳定，均匀的产品；

2)脱硫石膏溶液的配制：按照脱硫石膏与水的固液质量比为1：2～8的比例配制悬浊液，并加入转晶剂、结晶习性稳定剂、表面活性剂；所述转晶剂为1,8-萘二甲酸，2,7-萘二甲酸，1,4-萘二甲酸，2,6-萘二甲酸，1,8-萘二酸酐，或氨基改性萘二酸(例如7-氨基-1,3-萘二磺酸等)中的至少一种；所述结晶习性稳定剂为硬脂酸钠，油酸钠中的至少一种；所述表面活性剂为石蜡，硬脂酸，或聚氧乙烯醇中的至少一种；