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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑硫酸钙晶须项目调研 硫酸钙晶须调研报告 一、 硫酸钙晶须的研察觉状 硫酸钙晶须的研究工作开头于 20 世纪 70 年头，1975 年日本某陶瓷研究所首先对硫酸钙晶须开展了正式的研究，其目的主要是实现生石膏的有效利用：提高石膏产量、摈弃过剩副产品。到 1987 年为止，日本己经建成了月产量 20万吨的硫酸钙晶须生产中试成套设备，生产出了各种型号的晶须产品，成为20 世纪 80 年硫酸钙晶须产业起步进展的中坚气力。然而，国外（诸如日本、美国、德国等）对硫酸钙晶须的开发仍处于中试阶段，尚未形成工业化大规模生产。有如下几方面理由：1、欧美等地区的石膏资源贫乏，原料缺
2、乏，采用废石膏那么会影响晶须产品的质量；2、硫酸钙晶须生长的影响因素较多，回响条件、生长形貌操纵困难；3、制备复合材料时，晶须的改性工艺、添加工艺等研究进展缓慢，应用受限。 20 世纪 90 年头初，我国开头了针对硫酸钙晶须制备及改性工艺方面的研究工作。目前，国内从事硫酸钙晶须产品应用研究的科研院校主要有：中科院化工冶金研究所、中科院青海盐湖所、东北大学、北京化工大学、武汉工业大学、广东工业大学及片面生产厂家等，现已开发出多种硫酸钙晶须的制备方法及应用工艺；并在21世纪初举行了工业化生产。 二、 硫酸钙晶须的应用方向 硫酸钙晶须与其他晶须产品相比性价比高，同时绿色环保无污染，既可以作为复合材料
3、中的巩固组元、无机填充料等，也可以起耐磨、净化过滤、阻燃、增加白度等效果，其应用相当广泛。目前研究的主要领域包括：复合材料的巩固和耐磨，沥青的改性，环境工程中药品饮品的过滤、废水废气的处理，涂料和油漆的改性，纸张的处理等。 2.1硫酸钙晶须作为巩固组元 硫酸钙晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属的巩固组元。如在塑料中参与晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。 2.2硫酸钙晶须作为摩擦材料 传统的摩擦材料是石棉，但是石棉材料存在污染，可能导致肺部疾病，因此兴隆国家已遏止或限制其使用范围。硫酸钙晶须可以作为新兴摩擦材料，绿色环保，不存在污染。在摩擦材料中参与确定量的硫酸钙晶须后，可提高
4、摩擦系数的稳定性及摩擦材料的耐磨性，在改善摩擦材料性能的同时，也延长了摩擦材料的使用寿命。 2.3硫酸钙晶须在沥青改性中的应用 硫酸钙晶须可作为沥青填料及巩固剂使用。它对提高沥青的软化温度有着抉择性的影响，在沥青中参与18%（重量百分数）的硫酸钙晶须后，软化点可提高20C以上。晶须材料与沥青的适应度更好，界面结合力高，不同的改性剂产品对沥青的软化点提高存在差异；改性后的沥青其针入度大大提高，同时延展度降低，有效地改善了沥青的高温性能。 2.4硫酸钙晶须在环境工程中的应用 硫酸钙晶须比外观积大、松散密度小、蓬松度高、无毒无污染，可以用于废气废水中的过滤净化，甚至可以在饮料、药品等充当过滤材料。硫
5、酸钙晶须的熔点为1450C，可以在1000C下长期使用，对于某些高温液体、气体的净化，不需要冷却，可以直接举行净化处理。 2.5硫酸钙晶须在涂料和油漆中的应用 目前，在涂料和油漆中应用最多的无机晶须有：碱式碳酸镁晶须、氧化锌晶须和钛酸钾晶须，主要应用领域是放火涂料、抗菌涂料、阻尼涂料等。由于硫酸钙晶须与上述晶须具有类似的物理化学性质，也可在涂料和油漆应用，可以有效提高涂料和油漆的附着力、耐高温性、绝缘性和抗干裂性等，还可以在确定程度上提高其白度。这方面的研究还相对较少，但针对硫酸钙晶须特有的价格优势和环保特点，该应用具有很强的实用意义。 2.6硫酸钙晶须在造纸中的应用 美国和日本分别选用了硫酸
6、钙晶须和碳酸钙晶须作为无机纤维填充剂，与多种物质混合制造出新型无机纸张，其具备了优异的性能，阻燃性高，延迟性好，可用于室内装饰等领域。 硫酸钙晶须用做造纸填料目前仍处于研究阶段，未能真正实现工业化。但是硫酸钙晶须相比于木浆纤维和传统的填料(碳酸钙，高岭土等)，价格要低廉得多，用硫酸钙晶须代替片面木浆造纸，不仅可以改善纸张的片面性能如白度、强度等，还可以裁减自然植物纤维的消耗和制浆过程中废水的排放，既缓解了资源缺乏，又养护了环境。 三、 硫酸钙晶须工业化生产现状 3.1现阶段主要生产方法 现阶段，工业化制备硫酸钙晶须主要采用自然石膏为原料。硫酸钙晶须传统制造方法主要包括水热法和常压酸化法。水热法
7、是指低浓度的CaSO4?2H2O 乳浊液在高温高压的压力容器中转化为CaSO4?0.5H2O 晶须。此方法原料转化率高，所得产品纯度高、分散性较好、形貌平匀，但回响温度一般高于100 ，生产能耗高，同时设备需要承受高压的条件，本金较高，每吨能达3000元以上。常压酸化法是指在常压和低于100 的条件下，CaSO4?2H2O乳浊液在强酸性溶液中回响生成CaSO4?0.5H2O晶须。与水热法相比，此方法原料质量分数高，不需要高温高压的条件，生产本金低，易于工业化。但陈化时间长，在酸性环境中，硫酸钙溶解度增加，产率降低，对设备的腐蚀性增加，带来新的环境问题。 3.2有进展前途的硫酸钙晶须制造方法 鉴
8、于硫酸钙晶须良好的应用前景，相信其制造方法仍将会成为一些学者的研究对象，其中经济的、环保的、有前途的制造方法会成为主要研究方向。 3.2.1在无机肥料和无机材料制造过程中副产硫酸钙晶须 如在湿法磷酸加工过程中制造硫酸钙晶须，国内已有片面专利，包括在磷酸 体系、盐酸体系和硝酸体系中等。 3.2.2利用烟气脱硫石膏制造晶须 脱硫石膏是用石灰或石灰石湿法烟气脱硫得到的工业副产品。目前，我国脱硫石膏的开发利用尚处于起步阶段，脱硫石膏的利用成为烟气脱硫企业的难题之一。因此，大量高校和企业对烟气脱硫石膏综合利用举行了大量研究，如利用脱硫石膏制备刨花板、水泥缓凝剂、石膏建筑材料等。 以烟气脱硫石膏为原料制备
9、硫酸钙晶须，本金较低，不仅可以有效裁减脱硫石膏对环境的污染，还可以俭约自然石膏资源，为脱硫石膏的高附加值利用开发了新途径。但是所得硫酸钙晶须产品白度较低，不适合抄制高白度纸。 3.2.3利用药物、农药生产过程产生的废酸 此废酸中含有有机物还有一些无机酸(硫酸、硝酸等)，腐蚀性很强，需要做处理才能再利用。选用适当的方法分开其中的有机物，分析成分做它用。硝酸经加热蒸出，回收利用，硫酸用来做硫酸钙晶须。整个过程可做循环，处理废酸的同时，得到石膏晶须产品，既实现了废酸的综合利用，又养护了环境。 3.2.4湿法冶金废水处理过程副产硫酸钙晶须 例如，在处理酸法分解工艺废水时，用石灰中和，在回收废液中金属离
10、子的同时，得到富含钙离子的液体，此液体可用来制造石膏晶须，回响后得到的酸可返回去分解金属矿物原料。如此一来，湿法冶金和废水处理两个过程精细联系构成一个循环，既实现废水的处理，又得到有价值的石膏晶须产品，且过程中几无废物产生。 四、 市场进展现状及前景 4.1上游石膏产业现状 硫酸钙晶须是以生石膏为原料经特定工艺及配方合成的硫酸钙纤维状单晶体；因此石膏作为硫酸钙晶须的上游产业，其行业特性及进展对硫酸钙晶须的制 备有着举足轻重的影响。 石膏不仅是重要的工业原料，而且是新型建材与装饰的主要材料。它在国民经济的进展、人民生活和现代化创办中占有重要地位。近年来，我国经济的进展带动了石膏工业和石膏矿山的创
11、办，全国各地石膏矿山和加工企业星罗棋布，以石膏为主要原料的各类新型建材进展拉动了我国石膏工业的进展。我国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿产出，探明储量的矿区有169处，总保有储量矿石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多，占全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。主要石膏矿区有山东枣庄底阁镇、内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。改革开放以来，在大力进展新型墙体材料的带动下，我国石膏工业进展日新月异。全国矿山的生产集中度逐步提高，已经形成了南京石膏矿、大汶口石膏矿、平邑石膏矿、大为石膏矿、荆门石膏矿、灵石石膏矿等大型生产
12、基地。 目前，制备硫酸钙晶须通常直接采用自然石膏。随着中国经济的进展，对自然矿产资源的凭借性越来越大。虽然中国自然石膏储量丰富，但从长远来看，这种不成再生的石膏资源将愈来愈少，终究会枯竭。而硫酸钙晶须及其制品良好的市场应用前景又加快了自然石膏的消耗。因此，国内已有利用工业副产石膏来生产硫酸钙晶须的研究。 2022年我国共消耗11.65亿吨电煤，而我国的煤碳含硫量较高，平均达1%2%，从而每年因燃煤要排放1000万吨以上的二氧化硫，造成经济损失达2000亿元以上，而其中燃煤发电就是最大的二氧化硫排放者；因此我国政府特别重视燃煤电厂烟气脱硫的环保措施，从2022年起，国家发改委审批的新建燃煤电厂，
13、假设燃煤含硫达0.7%以上，就务必安装烟气脱硫装置；已建成的燃煤电厂也务必要逐步安装烟气脱硫装置；因此，至2022年底，我国已有2.7亿千瓦的燃煤发电机组安装了烟气脱硫装置；而到2022年，我国将有4.6亿千瓦的燃煤发电机组安装烟气脱硫装置，其中88%的烟气脱硫装置是采用石灰石石膏湿法烟气脱硫系统（即WFGD）；根据我国电煤的含硫量，因此在2022年之后，每年将要排放近亿吨湿法脱硫的副产品脱硫石膏。另外，我国年产磷肥1100万吨，每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏4000万吨，并且磷石膏多年的蓄积已达数亿吨。2022年我国自然石膏的产量为5000多万吨（其中3500万吨用于水泥缓凝剂，其它那么转化为半水石膏粉或纸面石膏板、石膏砌块等）；这样即使全部化学石膏全部取代了自然石膏，仍有几千万吨的脱硫石膏和磷石膏未能得到有效利用。 9
