重結晶法制備硫酸鈣晶須及其除砷性能研究.pdf

1、鈣基濕法煙氣脫硫石膏的主要成分是二水硫酸鈣，其品味與天然石膏相當，可用來制備具有較廣泛用途的硫酸鈣晶須（CSW）?；谕卣笴SW在環境領域的應用和實現廢物資源化的目標，本文利用降溫重結晶原理，分別以二水硫酸鈣試劑和工業脫硫石膏為原料來制備CSW，并探討了CSW對模擬廢水中砷的去除效果。
　　本文以化學試劑二水硫酸鈣和工業脫硫石膏為原料制備CSW，探討了硫酸濃度、溶液過飽和度、陳化時間/溫度、降溫速率、煅燒等條件對 CSW的生長習性

2、及形貌的影響。結果表明：在3.75 mol/L硫酸溶液、過飽和度0.5、降溫區間80~20°C且20°C空氣中自然降溫條件下可制得長徑比為20~200的CSW，大部分表面光滑實心，少部分空心，成棱柱狀；所研究的操作條件均可對晶須產物的形貌和尺寸產生影響，但降溫速率的控制和硫酸溶液濃度的選擇是該制備方法的關鍵；反應中所用硫酸溶液介質可重復利用；該方法具有反應條件溫和、操作流程短且簡單易控制的優點。以工業脫硫石膏為原料時，其實驗結果與以化學

3、試劑二水硫酸鈣為原料時一致，除少量雜質外，利用本方法能夠使脫硫石膏中的二水硫酸鈣全部轉化為晶須。此外，CSW的形成是典型的“溶解-重結晶”過程，其生長可看成是推進式生長。
　　論文通過間歇實驗考察了晶須產物對砷的去除效果，并探討了溶液pH值、反應時間、晶須用量、初始砷濃度等條件對晶須除砷效果的影響，同時通過吸附等溫線的模擬、X射線衍射（XRD）以及掃描電鏡（SEM）等分析手段討論了晶須除砷機理。結果表明：溶液pH值是影響CSW除砷

4、效果的關鍵因素，以化學試劑為原料制備的二水硫酸鈣晶須（CSDW）和無水硫酸鈣晶須（CSAW）對砷的去除效果均隨著溶液pH值的增加而增大，在pH=12.5時，兩種晶須對三價砷的去除效果均小于60％，而對五價砷的去除效果均大于97%；pH=11時，兩種晶須除砷（As(V)）過程均在6~8 h左右完成，且在較大濃度范圍內（1~300 mg/L）與Langmuir EXT1擴展模型有良好的一致性。根據SEM觀察到反應后晶須形貌的變化和XRD分析