CaCl2和MgCl2及其复合溶液制备α-半水石膏

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0484

无机盐工业 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (7): 112-117.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0484

CaCl₂和MgCl₂及其复合溶液制备α-半水石膏

胡成¹^,²(), 刘梦¹^,², 向玮衡²^,³(), 陈平¹^,³, 王能²^,³, 卢冠举², 周金兰²

^1.桂林理工大学，广西绿色建材与建筑工业化重点实验室，广西桂林 541004
^2.桂林理工大学，土木与建筑工程学院，广西桂林 541004
^3.桂林理工大学，广西工业废渣建材资源利用工程技术研究中心，广西桂林 541004

收稿日期:2023-10-10 出版日期:2024-07-10 发布日期:2024-08-01
通讯作者: 向玮衡（1989— ），女，博士，讲师，主要研究方向为高性能无机胶凝材料；E-mail：XWH891116@163.com。
作者简介:胡成（1988— ），男，博士，研究方向为固废资源化利用、低碳胶凝材料；E-mail：hucheng42@glut.edu.cn。
基金资助:
广西重点研发计划项目(桂科AB22035064);国家自然科学基金项目(52368029);广西绿色建材与建筑工业化重点实验室开发基金项目(桂科能22-J-21-19)

Preparation of α-hemihydrous gypsum from CaCl₂ and MgCl₂ and their composite solution

HU Cheng¹^,²(), LIU Meng¹^,², XIANG Weiheng²^,³(), CHEN Ping¹^,³, WANG Neng²^,³, LU Guanju², ZHOU Jinlan²

^1.GuangXi Key Laboratory of Green Building Materials and Construction Industrialization，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China
^2.Guangxi Engineering and Technology Center for Utilization of Industrial Waste Residue in Building Materials，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China
^3.College of Civil and Architectural Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China

Received:2023-10-10 Published:2024-07-10 Online:2024-08-01

摘要/Abstract

摘要：

为提高磷石膏的利用率和附加值，采用常压水热合成法以磷石膏为主要原材料制备α-半水石膏材料，主要研究不同质量分数的CaCl₂、MgCl₂及其复合溶液对磷石膏常压水热制备α-半水石膏脱水速率、物相组成和微晶形貌的影响。研究发现，磷石膏在95 ℃的CaCl₂溶液、MgCl₂溶液及CaCl₂-MgCl₂复合溶液中均可脱水转晶生成α-半水石膏。在CaCl₂溶液和MgCl₂溶液中，随着盐溶液浓度的增加，α-半水石膏的生成速率加快，其中经质量分数为35%的CaCl₂溶液反应4 h后或质量分数为25%的MgCl₂溶液反应1 h后，磷石膏可完全反应成α-半水石膏。在CaCl₂-MgCl₂复合溶液中，随着MgCl₂溶液浓度的增加，磷石膏的脱水转化速率逐渐加快，当CaCl₂质量分数≤19%和MgCl₂质量分数≥11%时，磷石膏水热反应1 h即可形成颗粒分布较为完整的α-半水石膏。

关键词: 磷石膏, CaCl₂, MgCl₂, 复合溶液, α-半水石膏

Abstract:

In order to improve the utilization rate and added value of phosphogypsum，α-hemihydrate gypsum was prepared from phosphogypsum by atmospheric hydrothermal synthesis method.The effects of CaCl₂，MgCl₂ and their composite solutions on the dehydration rate，phase composition and microcrystal morphology of α-hemihydrate gypsum prepared by atmospheric hydrothermal preparation of phosphogypsum were studied.It was found that phosphogypsum could be dehydrated and recrystallized to form α-hemihydrate gypsum in CaCl₂ solution，MgCl₂ solution and CaCl₂-MgCl₂ composite solution at 95 ℃.In CaCl₂ solution and MgCl₂ solution，the formation rate of α-hemihydrate gypsum accelerated with the increase of salt solution concentration，in which phosphogypsum could be completely reacted into α-hemihydrate gypsum after reaction of 35%CaCl₂ solution for 4 h or 25%MgCl₂ solution for 1 h.In the CaCl₂-MgCl₂ composite solution，the dehydration and conversion rate of phosphogypsum gradually accelerated with the increase of the concentration of MgCl₂ solution.When the mass fraction of CaCl₂ was≤19% and the mass fraction of MgCl₂ was≥11%，the hydrothermal reaction of phosphogypsum for 1 h could form α-hemihydrate gypsum with relatively complete particle distribution.

Key words: phosphogypsum, CaCl₂, MgCl₂, complex solution, α-hemihydrate gypsum

中图分类号:

TQ177.373

胡成, 刘梦, 向玮衡, 陈平, 王能, 卢冠举, 周金兰. CaCl₂和MgCl₂及其复合溶液制备α-半水石膏[J]. 无机盐工业, 2024, 56(7): 112-117.

HU Cheng, LIU Meng, XIANG Weiheng, CHEN Ping, WANG Neng, LU Guanju, ZHOU Jinlan. Preparation of α-hemihydrous gypsum from CaCl₂ and MgCl₂ and their composite solution[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2024, 56(7): 112-117.

图/表 9

表1

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表2

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溶液种类	质量分数/%	反应时间/h	物相组成
溶液种类	质量分数/%	反应时间/h	二水石膏	α-半水石膏	石英
CaCl₂溶液	20	4	39.0	56.4	4.6
	25		11.1	87.0	1.9
	30		3.4	94.2	2.4
	35		0.0	94.8	5.2
MgCl₂溶液	20	4	26.7	70.1	3.2
	25		0.0	97.6	2.4
	30		0.0	93.0	7.0
	35		0.0	95.1	4.9
CaCl₂-MgCl₂复合溶液	25%CaCl₂， 5%MgCl₂	1	7.4	87.3	5.3
	20%CaCl₂， 10%MgCl₂ 19%CaCl₂， 11%MgCl₂		1.7 0.0	90.6 95.6	7.6 4.4
	15%CaCl₂， 15%MgCl₂		0.0	93.0	7.0
	10%CaCl₂， 20%MgCl₂		0.0	96.7	3.3

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