稀土石膏母液循环法制备硫酸钙晶须及其晶型转换和性能研究

作     者：卢琪 皮雯静 吴锦绣 张一鸣 柳召刚 胡艳宏 张晓伟 李健飞 Lu Qi;Pi Wenjing;Wu Jinxiu;Zhang Yiming;Liu Zhaogang;Hu Yanhong;Zhang Xiaowei;Li Jianfei

作者机构：内蒙古科技大学稀土产业学院(稀土工程技术学院)包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室包头014010 

出 版 物：《化工新型材料》 (New Chemical Materials)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：278-285页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51965053) 内蒙古自然科学基金项目(2022LHMS05022) 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(内财教规11号No.242和No.311) 内蒙古自治区一流学科科研专项项目(YLXKZX-NKD-042) 

主　　题：固废处理 硫酸钙晶须 微波法 母液循环 晶型调控 

摘      要：以稀土冶金过程产生的废渣(稀土石膏)为原料,采用微波法制备硫酸钙晶须,随后探讨母液循环对硫酸钙晶须制备及其晶型转化的影响,明确了硫酸钙晶须晶型转换条件,最后探究硫酸钙的性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析仪(TG)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和原子力-拉曼光谱仪和荧光光谱仪(F-4600)等仪器对硫酸钙晶须的结构、形貌和性能进行表征和分析。结果表明:母液循环3次后,晶须的形貌和晶体结构稳定,平均长度为92.4μm,长径比为13.7,可见母液循环方案可行。循环后的产物通过调控干燥温度进行烘干,在80℃、90℃和420℃下分别制备出二水、半水和无水硫酸钙晶须,3种硫酸钙晶须均具有吸收紫外光和发射蓝光的性能,其中半水硫酸钙晶须的发光性能最好。固废与母液循环提高了废渣和废液处理过程中的资源利用效率,减少了对环境的不良影响。通过对硫酸钙晶须晶型的调控并赋予硫酸钙晶须发光特性,为探究硫酸钙晶须应用领域提供新方向,同时为稀土冶金的清洁化生产提供了新思路。