Vol. 49 No. 1January ,2020第49卷第1期
2020年1月人工晶体学报JOURNAL 0F SYNTHETIC CRYSTALS 微波外场强化电石渣制备硫酸钙晶须及其机理分析 李 强1，刘福立尚 超1，师长伟1
球形接头
锡渣分离机
(1.辽宁工程技术大学矿业学院，阜新123000 ； 2.中国科学院过程工程研究所，湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京100190) 摘要：本文以电石渣为原料，在稀硫酸溶液中制备硫酸钙晶须。在常规水热法最佳制备条件的基础上，不添加表面活 性剂，利用微波反应器强化硫酸钙晶须结晶过程。分析了微波反应时间，微波辐射能量对结晶产物的影响。利用X 射线衍射仪和扫描电子显微镜对制备的产物进行表征。结果表明，电石渣与稀硫酸溶液在微波强化的条件下反应 10 min，微波辐射能量400 W 时，制备的硫酸钙晶须形貌尺寸均一，晶须平均直径为2. 2 |xm，平均长径比70。在此基 础上，进一步分析了微波效应与硫酸钙晶须的生长机理。关键词：电石渣；硫酸钙晶须；微波辐照；过程强化
中图分类号:0784 文献标识码:A 文章编号：1000-985X( 2020 )01-0125-06
Preparation of Calcium Sulfate Whiskers by Microwave-enhanced
Carbide Slag and Its Mechanism Analysis
LI Qiang 1, LIU Full ,2 , SHANG Chao 1, SHI Changwei
内病外治
(1. College of Mining , Liaoning Technical University , Fuxin 123000, China ； 2. CAS Key Laboratory of Green
低压有源滤波Process and Engineering , Institute of Process Engineering , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, China)
Abstract : In this paper , calcium carbide slag was used as raw material to prepare calcium sulfate whiskers in dilute sulfuric acid solution. On the basis of the optimal preparation conditions of the conventional hydrothermal method , the crystallization process of calcium sulfate whiskers was strengthened by using a microwave reactor without adding a surfactant. The effects of microwave reaction time and microwave radiation energy on the crystalline product were analyzed. The prepared product was characterized by X-ray diffractometry and scanning electron microscopy. The results show that the calcium carbide slag and dilute sulfuric acid solution react under microwave enhanced conditions for 10 min, and the microwave radiant energy was 400 W. The prepared calcium sulfate whiskers had unifbnn mo
rphology , the average diameter of whiskers reaches 2. 2 |xm, and the average aspect ratio was 70. On this basis , the microwave effect and the growth mechanism of calcium sulfate whiskers were further analyzed.
Key words :calcium carbide slag ； calcium sulfate whisker ； microwave radiation ； process enhancement
0引 言
电石渣是工业上利用电石水解生产乙烘气后产生的固体废弃物3]，其主要成分是氢氧化钙。中国每 年产生的电石渣高达2400万吨，但是其利用率却不足30%⑷。电石渣长期堆存不仅占用土地，而且其渗滤 液会对周边环境产生严重污染，已经成为我国亟待解决的固体废弃物。如何对电石渣展开合理有效的高值 化利用途径成为关键问题。
硫酸钙晶须是一种以单晶形式生长的，具有很多特殊性能的非金属材料。硫酸钙晶须优越的环保性能 和超高的性价比致使其在工业领域应用广泛。硫酸钙晶须具有机械强度大的特点，可以在复合材料中起到 增强、增韧的作用。硫酸钙晶须无毒且性质优异，可以代替石棉应用于摩擦材料中。硫酸钙晶须优良的理化
基金项目：矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金(BGRIMM-KJSKL-2017-16)；辽宁省教育厅青年项目(U2017QL028)；煤炭资源
厂房屋顶光伏发电>仿形车床安全开采与洁净利用工程研究中心开放基金(LNTU15KF18)
作者简介：李强(1983-)，男，河北省人，讲师。E-mail ：liqiang_lntu@ 163. com
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