二水石膏转化为半水石膏的研究 - 硕士论文 2018-04-29

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摘 要
石膏是一种应用历史悠久的材料,它与石灰、水泥并列为无机胶凝材料中的三大支柱。根据制备工艺的不同,可获得α型半水石膏或β型半水石膏。两者的性能有明显的差异,前者有密实的晶体结构,后者为不规则的、松散的晶体,半水石膏的结晶形态是影响其制品强度的关键因素。经大量实验证明,短柱状晶体的α型半水石膏有很低的水膏比,因此能获得很高的强度。α型半水石膏被广泛地应用于机械、汽车、制造业、建筑、陶瓷、医学和齿科学等许多领域。
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,是一个以煤炭为主要能源的国家,这种趋势在长时期内不会改变。控制燃煤电厂SO2的排放就必须采用湿法脱硫技术,其中石灰或石灰石-石膏湿式脱硫系统为主流。脱硫石膏是烟气脱硫过程中产生的灰渣,经大量实验证明脱硫石膏与天然石膏的化学成分和矿物组成基本相似,其酸碱度与天然石膏相当,呈中性或略偏碱性。故可用其制备α半水石膏;鉴于我国尚未有成熟的脱硫石膏制备α半水石膏的研究,而α半水石膏需求量日益增加,但价格偏高,本研究试图通过加压水溶液法和高温法探讨脱硫石膏浆体制备α半水石膏浆体的可行性及合理生产工艺,扩大脱硫石膏应用范围。
本论文首先采用水热加压法制备α型半水石膏晶体,在二水石膏原料中加入转晶剂,探讨了转晶剂的种类、掺量对α型半水石膏性能的影响,得出了掺入有机无机复合外加剂可以获得理想的短柱状半水石膏晶体的结论。在参考大量文献的基础上,探讨了转晶剂在二水石膏转变为α型半水石膏过程中的作用机理。
再以此为基础,设定复合转晶剂的种类与掺量,探讨了升温时间、蒸压时间、浇注温度、pH值、缓凝剂对α型半水石膏形貌及强度的影响,借助蒸压釜、800型离心机、电光分析天平、体视显微镜、WAY300电子液压机等测试仪器,对影响型α半水石膏性能的因素进行了研究,确定了制备α型半水石膏的最佳工艺制度,制备出抗压强度较高的α型半水石膏。

关键词:α半水石膏,加压水溶液法,高温法,转晶剂


摘 要 I
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1 我国石膏工业现状、研究历史和发展前景 1
1.1.1 我国石膏行业现状 1
1.1.2 石膏的研究历史 1
1.1.3 发展前景 3
1.2、国内外脱硫石膏发展应用的发展现状: 3
1.2.1引言 3
1.2.2国内外湿式烟气脱硫技术的现状及发展趋势 3
1.2.3脱硫石膏综合利用的概况与市场前景分析 4
1.2.4国内外脱硫石膏的需求情况和利用现状 5
1.3.2 半水石膏的晶体结构与特征 8
1.3.3 α和β半水石膏的差别 10
1.4 α半水石膏的研究现状 11
1.4.1 α半水石膏的性能特点 11
1.4.2 α半水石膏的制备方法 12
1.4.3 α半水石膏的形成机理 13
1.4.4 α半水石膏的研究现状 14
1.4.5 转晶剂的研究现状 15
1.4.6 影响α半水石膏晶体粒度、形貌及强度的因素 16
1.4.7晶体生长的基本理论 17
1.5 脱硫石膏浆体制备α半水石膏浆体的意义 18
1.5.1 α半水石膏的应用领域 18
1.5.2 本研究的必要性 19
1.5.3 脱硫石膏制备α半水石膏研究存在的主要问题及本论文研究的内容 20
1.5.4 研究目标 20
1.5.5 关键问题 20
第二章 原材料与试验方法 21
2.1 原材料 21
2.1.1脱硫石膏 21
2.2 仪器 21
2.3 试验方法 21
第三章 转晶剂对制备α半水石膏形貌及强度的影响 23
3.1单一转晶剂对α-半水石膏强度及形貌的影响 23
3.2混合转晶剂对α-半水石膏强度及形貌的影响 27
3.3结论 29
第四章 脱硫石膏制备α半水石膏工艺及性能研究 31
4.1 升温时间的确定 31
4.2 蒸压时间的确定 32
4.3浇注温度、时间的确定 34
4.4 结论 35
第五章 缓凝剂、PH值对制备α半水石膏形貌及强度的影响 37
5.1缓凝剂对α半水石膏形貌及强度的影响 37
5.1.1石膏缓凝剂的选择 37
5.1.2缓凝机理 37
5.1.3缓凝剂对α半水石膏形貌及强度的影响 38
5.2 pH值对α半水石膏形貌、强度的影响 39
5.3结论 40
第六章 结 论 41
参考文献 43
作者简介 47
致 谢 49
作者
凯旋
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