醇水体系中脱硫石膏制备α-半水石膏晶须及重金属铅（Pb）迁移分配规律

发布时间：2025-07-07 04:07

　　燃煤电厂钙基湿法脱硫产生大宗工业固废-脱硫石膏,带来严重的环境安全隐患与资源浪费。利用脱硫石膏制备α-半水石膏（α-HH）晶须是一种高附加值的资源化利用途径,对于解决脱硫石膏引起的环境安全与资源浪费问题具有重要意义。本课题提出乙二醇（ethylene glycol,EG）水体系中脱硫石膏制备α-HH晶须新技术,采用非晶格阳离子优化制备工艺,阐明转晶过程中重金属铅（Pb）的迁移分配规律,推进脱硫石膏高附加值无害化利用。EG-水体系中在Na⁺的协助条件下成功将脱硫石膏制备成α-HH晶须,增加温度、醇水比、固含量和搅拌速率可以促进脱硫石膏转晶,主要原因是缩短了α-HH成核诱导时间。转化速率加快会使得晶须生长发育不充分,平均长径比（约为20-27）降低。研究了非晶格阳离子Na⁺和K⁺对转化动力学和晶须形貌的调控规律。结果表明,Na⁺可显著地调控二水石膏（DH）向α-HH转化动力学。95℃,25vol%EG-水体系中低浓度的Na⁺（0-0.10 M）促进转化速率,原因在于形成[NaSO

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 立题依据
    1.3 课题目标与研究内容
2 国内外研究现状
    2.1 石膏
        2.1.1 石膏相态
        2.1.2 石膏晶须
    2.2 α-HH晶须的制备与应用
        2.2.1 α-HH晶须的制备技术
        2.2.2 α-HH晶须的应用研究
    2.3 醇水溶液中DH制备α-HH晶须
        2.3.1 醇水溶液中DH和 α-HH相变热力学
        2.3.2 醇水溶液中DH和 α-HH转化动力学
        2.3.3 醇水溶液中α-HH结晶机制
    2.4 醇水溶液中DH制备α-HH晶须的调控手段
        2.4.1 DH和 α-HH转化动力学调控
        2.4.2 α-HH晶须形貌调控
    2.5 脱硫石膏相变过程中重金属离子的迁移分配
    2.6 本章小结
3 实验材料和方法
    3.1 材料
    3.2 仪器和设备
    3.3 实验方案
        3.3.1 脱硫石膏制备α-HH晶须
        3.3.2 阳离子调控DH向 α-HH转化动力学
        3.3.3 石膏相变过程中铅的迁移分配
    3.4 材料制备及主要测试表征方法
        3.4.1 硫酸根浓度测定
        3.4.2 结晶水含量分析
        3.4.3 晶体形貌观察
        3.4.4 热重-示差扫描量热分析
        3.4.5 X-射线衍射分析
        3.4.6 X-射线光电子能谱仪
        3.4.7 电感耦合等离子体测定仪
        3.4.8 原子吸收光谱仪
4 乙二醇水溶液中利用脱硫石膏制备α-HH晶须
    4.1 转晶过程研究
    4.2 温度对转晶过程的影响
    4.3 醇水比对转化过程的影响
    4.4 固含量对转化过程的影响
    4.5 搅拌速率对转化过程的影响
    4.6 本章小结
5 乙二醇水溶液中Na⁺和K⁺调控DH制备α-HH晶须
    5.1 DH向 α-HH晶须转化
    5.2 Na⁺调控DH向 α-HH晶须转化动力学
    5.3 Na⁺对α-HH晶须晶体形貌、结构和成分的影响
    5.4 K⁺对转化动力学和晶体形貌的影响
        5.4.1 K⁺对转化动力学的影响
        5.4.2 K⁺对α-HH晶须形貌的影响
    5.5 本章小结
6 乙二醇水溶液中Mg²⁺和Cu²⁺调控DH制备α-HH晶须
    6.1 Mg²⁺和Cu²⁺调控转化动力学
        6.1.1 Mg²⁺对转化动力学的影响
        6.1.2 Cu²⁺对转化动力学的影响
        6.1.3 不同阳离子对转化动力学的调控效果对比
    6.2 Mg²⁺和Cu²⁺对α-HH晶须形貌的影响
        6.2.1 Mg²⁺对α-HH晶须形貌的影响
        6.2.2 Cu²⁺对α-HH晶须形貌的影响
        6.2.3 不同阳离子对形貌的调控效果对比
    6.3 本章小结
7 脱硫石膏制备α-HH晶须过程中重金属Pb的迁移分配
    7.1 Pb²⁺对DH向 α-HH转化动力学的影响
    7.2 DH向 α-HH转化过程中Pb²⁺在固液两相中的分配
    7.3 Pb²⁺在α-HH晶须中的分配
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
作者简历



本文编号：4056469