浅谈激光粒度仪在硫酸钙行业中的应用

一、硫酸钙晶须及其市场发展概况

硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4。国际商品名：ONODA-GPF。  

晶须是指以单晶形式生长成的具有一定长径比的一种纤维材料，其直径约为0.1-10μm，长度约为10-1000μm，长径比达到5-1000 甚至更高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位错、空穴等），原子高度有序，强度接近于完整晶体的理论值，是目前已知强度最大的固体，具有优良的力学性能，可作为符合材料的增强和改性组分。 

 硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为30-80。具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，具有优良的增强功能和阻燃性。和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。可以说,硫酸钙晶须在胶粘剂中的应用有着十分广泛的前景。
     世界硫酸钙产业主要生产国有中国、美国、伊朗、加拿大、西班牙、墨西哥、泰国和法国，产量约占世界总产量63%。中国硫酸钙年产量最大。我国硫酸钙资源储藏量丰富、但开发利用率低，已采矿床采储比过高。硫酸钙提纯工艺多依赖手选或直接用于水泥工业，选矿技术在硫酸钙提纯中较之其它矿石应用较少。深加工产品熟石膏生产有悠久历史，近年来发展较快，熟石膏产业向先进设备工艺、多品种高质量规模型方向发展，我国熟石膏工业积极参与国际合作与国际竞争，出口贸易不断增长，原出口原矿局面逐渐转为出口熟石膏及其制品。我国医用石膏、食品级、化妆品级、工艺品级硫酸钙产、质量尚不能满足国内高端市场消费需求。建筑石膏和石膏建筑制品产业市场快速发展。为防止低端纸面石膏生产线盲目投资建设，有关部门制定产品质量标准和能耗指标。

二、硫酸钙制备

     目前，制取硫酸钙晶须的方法主要由水压热法和常压酸化法。水压热法，将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成水溶液，放入水压热容器中，在一定的温度和压力下，二水硫酸钙转变为针状的半水硫酸钙晶体。常压酸化法，将天然石膏或石灰、石灰乳与硫酸或废酸合成二水硫酸钙，在一定温度和酸性条件下，转变为针状或纤维状半水硫酸钙晶须。结晶理论认为，硫酸钙晶须的制备实质上是颗粒状的二水硫酸钙失去结晶水，转变为半水或无水硫酸钙的过程，生成实质是一个溶解—结晶—脱水的过程.

制备技术现状 

（1）石膏为原料  以石膏为原料制备硫酸钙晶须的方法主要有水热法和常压酸化法。该方法生产成本高，应用受到限制。  

（2）钙盐和硫酸盐为原料  此法又称为微乳法，分别配置钙盐和硫酸盐溶液，并进行机械搅拌，混合后轻微搅拌，陈化24h得到硫酸钙晶须。适当的陈化时间对产物净化与排列组装有一定作用。  

（3）柠檬酸废渣为原料  此法采用水热法：把柠檬酸废渣在变频行星式球墨磨12h，过滤，与一定的水混合，调PH至3~4，加入一定比例的晶种和添加剂，进行水热反应，产物经过过滤、干燥，既得硫酸钙晶须。所制备的晶须平均长径比约为50，转化率超过90%。

（4）废卤渣为原料  此法以海盐卤水经石灰乳处理后的卤渣为原料。所得产品纯度＞98%，达到工业一级品的标准。

（5）氨碱厂废液与卤水为原料  该方法以氨碱厂蒸氨废液和制盐卤水，

（6）利用烟气脱硫副产石膏  二氧化硫是污染环境的首要污染物，每年全球寒流燃料燃烧排放到大气中的二氧化硫高达2亿吨左右。用石灰乳吸收二氧化硫后形成亚硫酸钙料浆，加硫酸或通入废烟气，调整PH值至3～4，并家一定量的助晶剂和氧化催化剂（加入量为0.01%～0.02%），通入氧气或空气使其氧化，氧化后趁热过滤，洗涤后在90℃下干燥。采用这种方法可直接制得直径约为1～2μm、长度约为100mm的硫酸钙晶须。

三、硫酸钙晶须粒度检测

硫酸钙粒度在制备及其生产应用中有着重要的影响：如在生产高效磷符合肥中，湿法磷酸是主要原料，目前的湿法磷酸生产也主要采用二水硫酸钙结晶流程，而石膏结晶过程中如果控制不当，得到针状或片中不理想晶体，则会影响磷石膏的过滤，因此获得良好的石膏晶体在湿法磷酸生产中具有重大的现实意义......在尿基复合肥料的生产过程中，二水硫酸钙的结晶过程也会对生产工艺，操作参数等产生影响。因此硫酸钙晶须粒度检测必不可少。以下是使用winner200ZDE进行的硫酸钙粒度检测试验，其报告如下：