磷石膏制備硫酸鈣晶須及晶須造紙應用的研究進展

呂鵬飛，費德君，黨亞固

（四川大學化工學院，四川 成都 610065）

目前，我國累計磷石膏堆存量已超過1.5 億噸，其利用方式主要集中在石膏建材、土壤改良劑、水泥緩凝劑、制取硫酸聯產水泥等方面，但由于所得產品附加值不高或處理工藝能耗大等原因，磷石膏的綜合利用率僅為10%，石膏的大量堆積已經對生態環境造成了嚴重的破壞。當前，找到磷石膏高效再利用的最佳方式是走可持續發展的必然要求。

晶須作為特殊的晶體材料，晶體完整缺陷少，具有高強度、高模量及電、光、磁等其它優異性能。硫酸鈣晶須物化性能優異，補強填充效果好，性價比高，集增強纖維與超細無機填料二者優勢于一體，備受國內科研工作者的關注。

1 硫酸鈣晶須性質及結構特征

硫酸鈣晶須是纖維狀單晶體，主要性能見表1。硫酸鈣晶須屬六方晶系，在[100]和[010]面上，Ca2+聯結SO42-四面體構成層狀結構，在[001]面上則不成層，Ca2+和SO42-在C 軸方向連接成似鏈狀，故硫酸鈣晶須呈平行C 軸的纖維狀，鏈與鏈之間存在一條直徑為8 ?（1 ?=0.1 nm）的通道，在這條通道里容納結晶水。Ca2+的配位數為6，與相鄰4 個SO42-中的6 個O2-相聯結，結晶水通過氫鍵聯接在SO42-上[1]。

2 晶須生長原理

晶須是特殊的晶體，其生長過程要經過介質過飽和、晶體成核、位錯成核和增殖、位錯延伸等階段。關于晶須生長理論，人們先后提出了軸向螺旋位錯生長機理、VLS 生長機理、毒化誘導生長機理、結構各向異性誘導生長機理、擴散控制生長機理等。特別是螺旋位錯機理，成功解釋了晶須在低于二維成核的臨界過飽和度溶液中的生長現象。……