草酸钠对半水硫酸钙晶体稳定性的影响

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0131

摘要/Abstract

摘要：

以半水硫酸钙为原料、草酸钠为稳定剂,在反应温度为100 ℃、反应时间为20 min条件下,考察添加草酸钠对于半水硫酸钙保持稳定性的影响。采用XRD、TG和离子束切割晶体结合SEM-Mapping等手段对产物进行表征。实验结果表明：随着草酸钠添加量的增加,半水硫酸钙稳定时间不断延长,在草酸钠添加量（质量分数）为2.5%时,半水硫酸钙稳定时间最长,达到120 min。表征结果证明了CaC₂O₄·H₂O完全包覆半水硫酸钙,其作用机制是由于草酸钠在水中电离出C₂O₄^2-与Ca²⁺发生沉淀反应,在半水硫酸钙表面生成CaC₂O₄·H₂O沉淀,从而提高了半水硫酸钙在水中的稳定性。

关键词: 半水硫酸钙, 草酸钠, 化学沉淀, 形貌, 水化

Abstract:

Calcium sulfate hemihydrate used as raw material and sodium oxalate used as stabilizer,under the conditions of re-action temperature of 100 ℃ and reaction time of 20 minutes,the effect of sodium oxalate on the stability of calcium sulfate hemihydrate was investigated.The products were characterized by XRD,TG,ion beam cutting and SEM mapping.The experi-mental result implied that with the increase of sodium oxalate addition,the stability time of calcium sulfate hemihydrate was continuously extended.When the addition amount of sodium oxalate was 2.5%,the stability time of calcium sulfate hemihy-drate reached 120 min which was the longest.The characterization results showed that CaC₂O₄·H₂O completely covered calci-um sulfate hemihydrate,and its mechanism was that sodium oxalate ionized C₂O₄^2- in water and precipitated with Ca²⁺ to form CaC₂O₄·H₂O precipitation on the surface of calcium sulfate hemihydrate,so as to improve the stability of calcium sulfate hemihydrate in water.

Key words: calcium sulfate hemihydrate, sodium oxalate, chemical precipitation, morphology, hydration

中图分类号:

TQ132.32

李正,胡蒙,窦焰,崔鹏,沈浩,郑之银,刘荣. 草酸钠对半水硫酸钙晶体稳定性的影响[J]. 无机盐工业, 2022, 54(1): 62-65.

LI Zheng,HU Meng,DOU Yan,CUI Peng,SHEN Hao,ZHENG Zhiyin,LIU Rong. Effect of sodium oxalate on stability of calcium sulfate hemihydrate crystal[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2022, 54(1): 62-65.

图/表 10

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参考文献 12

[1]	BAO G M, WEN D L, YING S, et al. Synjournal of α-hemihydrate gypsum from cleaner phosphogypsum[J]. Journal of Cleaner Produc-tion, 2018, 195:396-405.
[2]	QING J G, YUE H H, HONG H T, et al. Preparation of α-CaSO₄ · 1/2H₂O with tunable morphology from flue gas desulphurization gyp-sum using malic acid as modifier:A theoretical and experimental study[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2018, 530:292-301. doi: 10.1016/j.jcis.2018.06.068
[3]	XIAN B L, QIN Z, BAO L K, et al. Insight into the effect of maleic acid on the preparation of α-hemihydrate gypsum from phospho-gypsum in Na₂SO₄ solution[J]. Journal of Crystal Growth, 2018, 493:34-40. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2018.04.025
[4]	张凡凡, 陈超, 张西兴, 等. 不同来源石膏的性能特点与应用分析[J]. 无机盐工业, 2017, 49(8):10-13.
[5]	王宇斌, 张鲁, 毛欣钰, 等. 氢氧根对半水硫酸钙晶体形貌的影响机理[J]. 无机盐工业, 2020, 52(11):20-23,55.
[6]	高传慧, 董亚洁, 任秀, 等. 半水硫酸钙晶须的水化机理及稳定性调节[J]. 无机化学学报, 2020, 36(5):142-154.
[7]	羊道和, 杨玉荣, 易美桂. 柠檬酸对半水硫酸钙晶须形貌稳定性影响[J]. 人工晶体学报, 2019, 48(1):95-100.
[8]	成诚, 陈德玉, 王舒州, 等. 硅酸钠湿法改性CaSO₄·1/2H₂O晶须及其作用机理[J]. 西南科技大学学报, 2017, 32(4):7-12.
[9]	刘红叶, 刘富玲, 王宇斌, 等. 磷酸钠对半水硫酸钙晶须的稳定作用[J]. 化工矿物与加工, 2011, 40(4):11-13.
[10]	FREYER D, VOIGT W . Crystallization and phase stability of CaSO₄ and CaSO₄ -based salts[J]. Monatshefte Für Chemie, 2003, 134(5):693-719. doi: 10.1007/s00706-003-0590-3
[11]	章斐. 用TG/FTIR/MS联用技术研究草酸钙分解过程中CO和CO₂的共逸出[J]. 分析仪器, 2017(6):108-116.
[12]	陈畅, 史思涛, 伍勇华, 等. 常温改性半水硫酸钙晶须及其稳定化机理研究[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(4):32-39.

反应	K	ΔG/（kJ·mol^-1）
Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O=CaSO₄·2H₂O	8.397×10⁴	-35.174
Ca²⁺+C₂O₄^2-+H₂O=CaC₂O₄·H₂O	3.362×10⁸	-60.906
CaSO₄·0.5H₂O+1.5H₂O=CaSO₄·2H₂O	1.552	-1.364

[1]	余舟, 何兆益, 唐亮, 何盛, 肖海鑫, 肖懿训. 典型硫酸盐固废复合胶凝材料制备与微观特性研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 90-97.
[2]	张桂东, 杨雪娇, 郭旭东, 杨林. 煅烧法与常压酸化法制备磷Ⅱ型无水石膏的水化性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 104-110.
[3]	姜立龙, 李剑秋, 杨林, 张庆刚. 高镁磷尾矿作为矿物掺合料应用于混凝土性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 90-95.
[4]	于红超, 张梦萌, 金天翔. 磷酸银光催化材料的微观形貌及晶面效应研究进展[J]. 无机盐工业, 2023, 55(8): 13-20.
[5]	许丽, 张强. 铁尾矿粉水泥基材料的性能实验研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(6): 116-123.
[6]	武讨龙, 张胜江, 刘津洋, 洪晓博, 李丽敏, 覃晓玉, 谭晓英, 周燕. 双金属有机框架材料的研究进展[J]. 无机盐工业, 2023, 55(6): 8-17.
[7]	熊爽, 严金生, 周洲, 周保弟, 陈小鹏, 童张法. 生石灰消化反应条件对氢氧化钙特性影响[J]. 无机盐工业, 2023, 55(12): 50-58.
[8]	蒋德敏, 李顺梅, 李青青, 陈雨欣, 刘代俊. 氢氧化镁与七水硫酸镁水热法合成碱式硫酸镁晶须[J]. 无机盐工业, 2023, 55(12): 74-81.
[9]	李云飞, 刘蜀庆, 唐盛伟, 张涛. 常压Mg-Na复合盐溶液体系制备α-半水石膏[J]. 无机盐工业, 2023, 55(11): 100-106.
[10]	杜光钢, 何童, 徐泽辉, 刘磊. 静爆剂中氧化钙在不同煅烧条件下的性能研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(10): 35-41.
[11]	张太玥,谢凡,郭君渊. 磷石膏基复合胶凝材料的性能优化及机理研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(9): 136-142.
[12]	蒋甜甜,许雪棠,王凡. 卤离子调控的镍钴基电极材料生长及电容影响研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(8): 66-73.
[13]	刘应强,呙润华,刘喜杰. 硅灰、偏高岭土对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料性能的影响[J]. 无机盐工业, 2022, 54(6): 102-108.
[14]	王悠悠,袁浩,韩晴晴,谌世英. 激发剂对粉煤灰-钛石膏-电石渣体系的活化及作用机理[J]. 无机盐工业, 2022, 54(6): 115-119.
[15]	常成功,文静,董金美,郑卫新,阎峰云,肖学英. 碳化作用对镁质胶凝材料微观结构演变过程的影响[J]. 无机盐工业, 2022, 54(6): 61-65.

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