年产10000吨无水硫酸钙晶须设计(3)

2018-12-04 15:47

晶须是纤维状单晶体,性能优异,可作为特种纤维对沥青进行改性。由于其具有较大的比表面积,与其他纤维相比,其在有机基体中的用量要少得多。将改性后的硫酸钙晶须应用于道路沥青中,结果表明:改性后的硫酸钙晶须能明显改善沥青的性能,随着硫酸钙晶须添加量的增加,沥青软化点逐渐升高,针入度逐渐减小。但是改性后的沥青的延度与基质沥青相比有一定的降低。 1.4.2 硫酸钙晶须在摩擦材料中的应用

石棉是最常用的摩擦材料添加剂,但石棉在生产和使用过程中对人体有害,一些国家已禁止将石棉应用在摩擦材料中,特别是禁止在轿车刹车片中使用石棉 。硫酸钙晶须具有无毒,价格便宜等优点,是替代石棉用作摩擦材料的理想物之一,国内外已有关于这方面的报道。 通过实验证实:添加硫酸钙晶须制成的摩擦材料其性能稳定,在 100~350℃温度范围内摩擦系数变化较小,而且在此温度范围内实测的磨损率远低于标准要求的数值。 1.4.3硫酸钙晶须在其他方面的应用

一缩二乙二醇双甲基丙烯酸酯是重要的精细化学品,广泛用于交联剂、紫外光固化、光敏固化剂、橡胶、树脂改性剂、涂料、塑料糊等方面等以一缩二乙二醇和甲基丙烯酸甲酯为主要原料,硫酸钙晶须为催化剂,酯交换合成一缩二乙二醇双甲基丙烯酸酯,得到了纯度达 97 %的产物,其收率高于 96. 3 %。硫酸钙晶须对合成一缩二乙二醇双甲基丙烯酸酯具有高效催化作用,11表 1—4 不同比例硫酸钙晶须成纸强度性能由表 1—4 可以看出,当硫酸钙晶须加入量低于 10%

时,纸页各项强度均有一定程度下降,当加入量高于 10%时,纸页各项强度指数随加入量的增加而升高。当硫酸钙晶须加入量为 25%时,纸页各项强度达到最大值,继续加入硫酸钙晶须,纸页强度则逐渐下降。作为纸张的填充剂,硫酸钙晶须还可以改善纸张的可塑性、阻燃性、不透明性以及印刷性能。 1.4.4 硫酸钙晶须在水处理中的应用

硫酸钙晶须具有巨大的比表面积和表面自由能, 表面活性很高,极不稳定,很容易与其他原子结合,在污水处理中不产生二次污染。硫酸钙晶须在水处理方面的发展和应用将会给环境污染治理技术的发展开创新的领域。在石油开采、加工、运输及其他过程中都会产生含油废水, 经浮选、过滤等机械方法处理后,油在水中呈乳状液, 易形成 O/W 型乳化微粒,体系较稳定,不易上浮于水面,处理难度较大。刘玲等对硫酸钙晶须去除废水中乳化油进行了研究。结果表明:硫酸钙晶须具有较高的破乳除油效果,除油速度快,所需用量少。在控制温度 30 ℃下,随着硫酸钙晶须投加量增大,除油率逐渐增加,投加量为 0.1g 时,除油率为 48.07%,投加量 0.2 g 时,除油率为 61.20%, 投加量 0.5g 时, 除油率达 97.08%,但考虑到经济方面的因素, 最佳的投加量为0.2g。最佳的加热时间为 30 min,30 min 后呈吸附平衡状态,pH>7 时去除率较高。 1.4.5硫酸钙晶须在胶黏剂中的应用

胶黏剂具有优异的耐油、耐水、耐酸、碱、耐有机溶剂的性能,应用极其广泛,可粘接潮湿面,油面及金属、塑料、陶瓷、硬质橡皮、木

材等.研究还发现以硫酸钙晶须为填充剂配制的胶粘剂,分散性好,触变性大,施工不流淌,固化后表面光滑,不出现白花现象,其耐温性能也有相应的提高。

1.4.6 硫酸钙晶须在尼龙中的应用

尼龙具有优越的耐热性和机械强度,广泛应用于汽车、仪器仪表、家电等领域,但其成型收缩性和弹性模量不够理想。为改进其性能,目前通常使用玻璃纤维进行增强,但表面光洁度并不理想。早在 1977 年,德国就己开始了硫酸钙晶须在尼龙 6 中的应用研究。尼龙中含有 20 %的硫酸钙晶须,拉伸强度和弯曲强度分别达到 3437N/mm2和 115N/mm2, 不仅大大增强了尼龙 6 的强度,而且使制品光洁度有了很大改善。

1.4.7硫酸钙晶须在纸张中的应用

纸张在日常生活中广泛应用,不可或缺,其抗张性能、破张性能、撕裂指数等直接影响着其市场价格。硫酸钙晶须不但对纸张具有一定的增强作用,而且不会增加生产纸张的成本.探讨了硫酸钙晶须对纸张强度的增强效果。不同比例硫酸钙晶须成纸强度性能见表 1—4。 1.4.8硫酸钙晶须在塑料中的应用

硫酸钙晶须是近年来开发的一种新型晶须材料,其最先开发的目的是代替玻璃纤维用于塑料的增强。硫酸钙晶须在聚丙烯、 聚乙烯、聚氯乙烯等塑料中可以改善制品的性能。以聚丙烯为例,硫酸钙晶须对改善塑料性能的作用见

可以看出:随着晶须加入量的增加,塑料的拉伸强度和弯曲强度明显

提高,说明硫酸钙晶须对塑料有很好的增强效果。研究表明,硫酸钙晶须作为塑料制品的增强剂和添加剂,其性能不但得到了大幅度的增强,而且其生产成本大幅度降低,性价比突出。 1.4.9硫酸钙晶须在橡胶中的应用

橡胶具有优异的耐热、耐氧、耐臭氧、耐候以及耐老化性能,良好的耐化学品、电绝缘性、低温性能,还具有低密度、高填充性及耐热水性和耐水蒸气性等。以三元乙丙橡胶为例,硫酸钙晶须对改善橡胶性能的作用可以看出,随着硫酸钙晶须填充量的增加,硫化胶的硬度、拉升强度以及 200%定伸强度均得到提高。说明硫酸钙晶须对对三元乙丙橡胶具有增强作用。

1.4.10硫酸钙晶须作为酯交换反应催化剂

具有无腐蚀、价格低廉、产品质量好、色泽浅、副反应少、反应条件比较缓和等优点。硫酸钙晶须还可以作为玻璃纤维的替代品,用来做防火石膏板骨架,制得

的防火石膏板轻质、防火、隔声、抗震、占地面积少,装饰效果好,综合制造成本低,可作为非承重的防火隔墙吊顶。由于硫酸钙晶须具有巨大的表面积和无毒特性,可用作药品、果汁、啤酒以及饮料的过滤。在涂料和油漆中加入硫酸钙晶须,可使涂料和油漆有非常好的抗干裂性、绝缘性和耐温性。

1.5国内外无水硫酸钙晶须制备研究现状

1.5.1 烟气脱硫直接制备硫酸钙晶须

全球每年含硫物质燃烧排放到大气中的二氧化硫高达 2 亿吨左右。中国2005 年二氧化硫排放总量近 2600 万吨,居世界第一。目前,烟气脱硫技术是国内外应用最广泛和最有效的二氧化硫控制技术。该技术是以石灰石料浆(湿法 )或石灰石粉 (干法 )为脱硫剂,通过向吸收塔内喷入吸收剂,同时鼓入强氧化空气,使烟气中的二氧化硫转化为二水硫酸钙 (石膏 ),将石膏悬浮液脱水 ,所得产物即为颗粒细小的脱硫石膏。毛常明等介绍了湿法烟气脱硫直接制备硫酸钙晶须的方法,其工艺流程为:首先废烟气冷却,经吸收后调整 pH (3~4)并氧化,最后过滤洗涤干燥得到直径在 1~2μm、长度为 100μm 的二水硫酸钙晶须。其中,吸收后的料浆需掺入晶须助长剂和氧化催化剂如 NH4Cl,MnCl2,CuSO4,MnSO4等,掺入质量分数在 0.01%~0.2%。使用该方法所得产品价格低廉,适宜工业生产。 1.5.2磷石膏制硫酸钙晶须

磷石膏是湿法生产磷酸的副产物,主要成分为二水硫酸钙。由于其可溶性磷、氟质量分数都在 0.1%以上,同时杂质较多,结晶形态不一,难以在建筑、化工行业应用。全球副产磷石膏约 1.5 亿吨,利用率仅为 4.3%~4.6%。中国的磷石膏排放量在 1000 万吨以上,居中国工业副产石膏产量之首,并且正以每年 15%的速率增长。发明了在湿法磷酸生产中直接制造石膏晶须的方法。该法通过对传统的湿法磷酸生产工艺进行改进,在生产过程中直接制备出了雪白的磷石膏晶须,这样就从源头上避免了磷石膏废渣的产生,是典型的绿色化学工艺。 由于是在生产湿法磷酸的同时制备石膏晶须,这可能会导致湿法磷酸


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