CaCl2-HCl-H2O体系中由CaSO4·2H2O制备CaSO4·0.5H2O的相转变过程研究

摘要

在HCl法湿法磷酸工艺中,CaCl2废液的处理和HCl的回收成为制约HCl法湿法磷酸发展的重要问题.目前处理的办法有两种:一种是蒸发浓缩,生产副产品氯化钙;另一种是和硫酸反应,回收HCl得到硫酸钙.前一种方式因氯化钙废液浓度较低,需多段浓缩,因此生产成本高;后一种方式虽然回收了HCl,但在常压、温度较低时,只能得到利用率较低的二水硫酸钙,大部分直接堆砌,占用土地资源并造成环境污染.若采用相转变方法，使二水硫酸钙脱水转变为具有高强度、高硬度等独特力学性质且广泛应用于建筑材料、模具塑造等方面的半水硫酸钙，不但提高了二水硫酸钙的附加值.还有效缓解了二水硫酸钙给环境带来的压力。目前，Li等通过热力学模型模拟得到了一系列的CaCl2-HCl-CaSO4-H2O四元体系相平衡，但仅指出结晶转化的趋势，而没有提到对工业实践同样具有重要意义的转化速度的概念，仅Demopoulos等研究了部分内容，但在工业应用中具有明显的局限性。因此，系统地研究温度和HCl, CaCl2以及主要杂质M2+的含量对二水硫酸钙转变为半水硫酸钙的过程的影响具有重要意义。