硫酸鈣晶須的合成及其溶解抑制研究.pdf

1、硫酸鈣晶須集增強纖維和超細無機填料二者的優(yōu)勢于一體，其化學性能穩(wěn)定，具有白色光澤，價格低廉，可以用作增強增韌材料、摩擦材料及環(huán)境材料等。若將硫酸鈣晶須應用于造紙，不但能降低植物纖維的消耗，還可以減少造紙廢水的排放，市場應用前景較為廣闊。本課題以含鈣的鎳礦浸出尾液為研究對象，采用溶液合成法制備硫酸鈣晶須，并針對其在造紙方面的應用進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溶液為主要實驗原料，選取MgCl2·6H2O為晶形助長劑，通過正交實驗，探討了不同制備條件對硫酸鈣晶須產率及長徑比的影響。結果表明：當鈣鎂摩爾量之比為13，硫酸濃度為60％，SO42-/Ca2+摩爾量之比為2.5，反應溫度為85℃，陳化時間為10h時，硫酸鈣晶須產率最高，可達81.60%，長徑比最大值為72.23。此后，系統(tǒng)地考察了所得產品的物理化學性質，結果表明本課題制得的硫酸鈣晶須為無水硫酸鈣晶須，產品形貌均一，純度較高，

3、表面吸附的官能團主要為羥基，晶體內部結構致密。
　　其次，著重研究了抑制硫酸鈣溶解的表面改性方法。在分析對比不同改性劑對硫酸鈣晶須留著率影響的基礎上，提出了LZ復合表面改性劑的設計方案。通過單因素實驗，確定了晶須改性的最佳條件，即采用Na3PO4調節(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，測得改性硫酸鈣晶須的留著率為93.67%。
　　最

4、后，對比分析了改性前后硫酸鈣晶須表面物理化學性質的變化，發(fā)現(xiàn)經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組成。掃面電鏡觀測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，認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