硫酸鈣復(fù)鹽的合成、表征及其性能研究.pdf

1、硫酸鈣復(fù)鹽是硫酸鈣礦物體系中非常重要的化合物，與硫酸鈣開(kāi)發(fā)與利用關(guān)系非常密切。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)硫酸鈣產(chǎn)品需求的日益加大，解決其天然無(wú)水硫酸鈣活性低的問(wèn)題越來(lái)越迫切。本論文針對(duì)無(wú)水硫酸鈣水化理論中存在的盲點(diǎn)——即復(fù)鹽合成、性質(zhì)等問(wèn)題開(kāi)展研究，揭示無(wú)水硫酸鈣水化機(jī)理，更好的開(kāi)發(fā)利用占硫酸鈣總儲(chǔ)量2/3的天然無(wú)水硫酸鈣具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。 本課題從硫酸鈣復(fù)鹽的合成入手，深入開(kāi)展堿金屬硫酸鈣復(fù)鹽的生成條件、熱學(xué)性質(zhì)、

2、光譜學(xué)表征、水溶特性等方面的研究，探討了其制備工藝參數(shù)以及完善了其熱學(xué)、光譜學(xué)檔案，探尋出了該復(fù)鹽的熱分解性能、水化性能以及它們之間的規(guī)律，并對(duì)其溶解動(dòng)力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究。 1、通過(guò)水熱合成和高溫淬冷合成兩種方法重點(diǎn)對(duì)堿金屬硫酸鈣復(fù)鹽的合成條件及規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，優(yōu)化了復(fù)鹽的合成工藝參數(shù)。對(duì)水熱合成法中反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間與溶劑量對(duì)復(fù)鹽合成的影響進(jìn)行了探討。溫度的影響因鹽而異；反應(yīng)時(shí)間適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)有利于復(fù)鹽合成：適量的溶劑有利于復(fù)鹽

3、的完全合成，以堿金屬硫酸鹽飽和濃度所需水量為最佳。高溫合成法研究結(jié)果表明，堿金屬硫酸鈣復(fù)鹽的合成是一個(gè)漸近的過(guò)程，各反應(yīng)均在較低的溫度下開(kāi)始，隨著溫度的升高反應(yīng)逐漸進(jìn)行，最后達(dá)到高溫穩(wěn)定相，且最佳合成溫度隨堿金屬活潑性增加而降低。育晶時(shí)間對(duì)其影響相對(duì)較小，適當(dāng)延長(zhǎng)育晶時(shí)間可以提高復(fù)鹽的結(jié)晶度。 2、高溫淬冷合成的硫酸鈣復(fù)鹽有較好的熱學(xué)穩(wěn)定性，但水合復(fù)鹽隨著溫度的升高復(fù)鹽的物相組成變化較復(fù)雜，其中以K<,2>Ca<,2>Cu(SO

4、<,4>)<,4>·2H<,2>O復(fù)鹽的變化最為復(fù)雜，在515℃時(shí)，有未確定組成的新物相出現(xiàn)(應(yīng)屬K-Cu-SO<,4>體系的一種鹽)，最終分解產(chǎn)物為CaSO<,4>、K<,2>SO<,4>、K<,2>Ca(SO<,4>)<,3>、Cu<,2>O。研究獲得了各復(fù)鹽相的光譜學(xué)特征譜。 3、硫酸鈣復(fù)鹽水溶特性較復(fù)雜，其水化分解主要受水量和水化時(shí)間的影響，復(fù)鹽在溶液中溶解非常快，受擴(kuò)散過(guò)程控制。兩種水合復(fù)鹽溶解性能相似，溶解方程級(jí)數(shù)在