陰離子在脫硫石膏晶須水熱結(jié)晶中的作用機理

汪 瀟,金 彪,王宇斌,徐卓越,張 魯,張小婷,楊留栓

(1. 河南城建學院材料與化工學院,平頂山 467036; 2. 西安建筑科技大學資源工程學院,西安 710055)

現(xiàn)有關(guān)于無機鹽調(diào)控晶須結(jié)晶生長的研究主要集中于陽離子對晶須結(jié)晶形貌的影響及其作用機理,而對于陰離子在晶須結(jié)晶過程中的作用機理仍有待深入研究; 且在陰、陽離子共同存在的條件下,單一地討論陽離子對晶須結(jié)晶的影響,很難客觀、準確地評價其在晶須結(jié)晶過程中的作用機制. 鑒于此,本文以氯化銅、硫酸銅和硝酸銅為添加劑,系統(tǒng)研究了陰離子和Cu2+對脫硫石膏晶須顯微結(jié)構(gòu)與表面特性、脫硫石膏溶解特性的影響,重點探討了陰離子及陰離子存在條件下Cu2+在脫硫石膏晶須結(jié)晶過程的作用機理.

1 實驗部分

1.1 材料與試劑

以平頂山某電廠產(chǎn)生并經(jīng)預處理的煙氣脫硫石膏(CaSO4·2H2O的質(zhì)量分數(shù)大于95%)為原料[19]; 分別采用CuCl2·2H2O(分析純)、Cu(NO3)2·3H2O(分析純)、CuSO4·5H2O(分析純)和H2SO4(質(zhì)量分數(shù)為98%)等作為添加劑; 乙二銨四乙酸(EDTA,分析純); 上述試劑均購于洛陽化學試劑有限公司.

1.2 實驗過程

將預處理后的脫硫石膏球磨4 h后轉(zhuǎn)移至反應釜內(nèi),用0.1 mol/L硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值至優(yōu)化值(無添加劑以及分別添加氯化銅、硫酸銅和硝酸銅時優(yōu)化的pH值分別為5,3,5和3),加入適量的添加劑,于130 ℃反應60 min后,過濾,洗滌,烘干,得到樣品并進行檢測分析.

1.3 樣品表征與檢測

采用QUANTA 450型掃描電子顯微鏡(SEM,荷蘭FEI公司)觀測樣品的微觀形貌; 采用PrimusⅡ型X射線熒光光譜儀(XRF,日本理學公司)對樣品的化學組成進……