3.2.4　硫酸钙晶须的最新技术

1）制备方法的改进(https://www.daowen.com)

探索环境友好的制备方法，例如，在化学合成法中Ca2+原料可采用一些固体废弃物（如电石渣、白泥等），以实现固废的资源化利用。在采用相转变法时，探索在体系中加入挥发性物质，使饱和蒸汽压升高，从而降低转变温度，达到节能的目的；在结晶法中通过添加难挥发的盐类（如铵盐）来替代硫酸，使体系的沸点超过转变温度，可减少设备的腐蚀。离子交换法和微乳法都是通过添加物质与Ca2+或SO24-结合实现“缓释”降低反应速率，但即使试剂能够实现回用，这两种方法的成本也仍然过高；应当选用更加廉价并能更好实现Ca2+或SO24-“缓释”过程的试剂，如使用EDTA等螯合剂或弱酸与碳酸钙反应实现。陈涛（2018）对晶体调控剂对硫酸钙晶须生长的影响研究，以预处理后的工业废渣磷石膏为原料，铁盐和十二烷基盐复配物作晶体调控剂，采用水热法成功制备了硫酸钙晶须，利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征进行表征，研究了复配型晶体调控剂种类对硫酸钙晶须特性的影响。结果表明，十二烷基铁盐复配型晶体调控剂能够显著增大硫酸钙晶须的长度和长径比，改善晶须的形貌，调控效果由好到差顺序为：FX-3＞FX-2＞FX-5＞FX-6＞FX-4＞FX-1，其中FX-3型调控剂制备的晶须生长发育最佳，此时晶须的平均长径比为139.50。

2）利用工业副产物制备硫酸钙晶须

我国工业石膏的排放量远远超过天然石膏的开采量，未来石膏制品应更多地采用工业石膏为原料；虽然工业石膏常被当作废物处理，但工业石膏中产量最大的脱硫石膏，其占比可以达到80%以上，完全可以当作一种石膏资源；而对于磷石膏，由于杂质含量高，且含有氟、磷等元素，在应用时需要进行深度处理和严格评估。今后相当长的时间内，以工业副产石膏制备晶须工艺技术及硫酸钙晶须静态脱水、干燥、煅烧连续生产专用成套设备研发仍然是重点。近年来，有采用海盐卤水、废卤、工业含钙废液为原料制备硫酸钙晶须，例如，以海盐卤水经石灰乳处理后的卤渣为原料，加入工艺废酸溶解、搅拌，调至pH为2～3，加热溶液至沸腾，此时，残渣中大部分钙离子已进入溶液中，趁热过滤，冷却后的白色晶体即是硫酸钙晶须，所得产品纯度＞98%，达到工业一级品标准。这不仅可以降低成本，还可以提高资源的利用率、保护环境。

3）室温条件下纳米硫酸钙晶须的大规模制备

王仲汉采用常温酸化法，以氯化钙和浓硫酸为原料，乙醇-水为混合溶剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为晶型控制剂，室温条件下大规模制备了纳米硫酸钙晶须。用X射线衍射仪（X-ray diffraction，XRD）、场发射扫描电子显微镜（field emission scanning electron microscopy，FESEM）和高分辨透射电子显微镜（high resolution transmission electron microscopy，HRTEM）等对所制备的样品进行表征。实验结果表明：反应温度、氯化钙初始浓度、醇水比（体积比）及反应时间等合成条件的变化对CaSO4·2H2O晶须的形貌和尺寸有重要的影响，其所确定的优化合成工艺为：反应温度25℃，氯化钙初始浓度0.045 mol/L，醇水比2：1，反应时间30 min，在该优化条件下所制备的硫酸钙晶须尺寸均匀，直径约为200 nm，长径比约为30。