硫酸钙在高温盐溶液中的溶解度.pdf

第44卷第12期
化工技术与开发
Vol 44 No 12
2015年12月
Technology Development of Chemical Industry
Dec.2015
硫酸钙在高温盐溶液中的溶解度
朱佳兵,钟辉,刘善东,徐文轩
(成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059)
摘要:常乐盐溶液法制备α型半水石膏中,硫酸钙的溶解度对产物的结构和形貌有重要影响。采用溶解平
衡法测定了不同温度下硫酸钙在不同浓度Na似单盐溶液中和NaCl-NaSO混合盐溶液中的溶解度,并分析了其溶解
度的变化规律,以此作为工艺条件的参考。结果表明,硫酸钙溶解度随着盐浓度的增加先增大后减小,在盐浓度为
15%左右出现极大值。同离子效应对硫酸钙溶解度的影响大而温度对硫酸钙溶解度的影响较小。
关键词:硫酸钙;高温盐溶液;溶解度
中图分类号:0614.23*1
文献标识码:
文章编号:1671-99062015)12-0013-02
型半水石膏因其性能优良而广泛应用于新水浴锅中。分别设定不同的水浴温度,保温12h,
型建筑材料工业、陶瓷工业、精密仪器模具工业。常期间不断摇动,使硫酸钙在溶液中达到溶解平衡。
压盐溶液法是将二水石膏配制成盐溶液体系,在常然后在该温度下保温静置0.5h左右,取上清液,用
压下转化生成a型半水石膏。硫酸钙溶解度对产0.45m的水系膜过滤,用标定好的EDTA溶液滴
物的形貌有重要影响,从而影响产物的性能。采用定滤液中的Ca《重复滴定3次取平均值),计算得
常压盐溶液法制备型半水石膏会导致液相中硫到硫酸钙(以二水硫酸钙计)的溶解度。
酸钙溶解度的变化。常压盐溶液法制备Q型半
水石膏工艺中,反应温度在85℃以上,虽然前人对2结果与讨论
硫酸钙在盐溶液中的溶解度已经做了大量工作,2.1硫酸钙在N溶液中的溶解度变化
但硫酸钙在85℃以上的溶解度报道较少。本研究
测定了不同温度和不同Na!浓度盐溶液条件
利用溶解平衡法测定不同温度下硫酸钙在不同浓
度NaCl-Na2SO2-H2O体系中的溶解度,掌握原料
下的硫酸钙溶解度,结果如图1所示
7.5
水石膏晶体转化过程中液相硫酸钙溶解度的变化规
律,有助于优化Q型半水石膏生产过程的工艺条
件。
6.5
1实验部分
6,0
-0-85℃
o-90℃C
1.1实验药品与仪器
A-95℃
药品:二水硫酸钙(AR),氯化钠(AR),硫酸钠
5.0
(AB,乙二胺四乙酸二钠(AR),氢氧化钠(ARB);去离
051015202530
NaCl浓度/%
子水等
图1Na?l浓度对硫酸钙溶解度的影响
仪器:电热恒温水浴锅,电子天平,滴定装置等。
由图1可知,硫酸钙溶解度随着NaCl浓度的
1.2实验方法
增大,先增大后小幅度减小,在NaCl浓度为15%
首先配制不同浓度的NaCI- Na.SO2盐溶液,然左右出现极大值,约为715g?L。温度对硫酸钙
后向其中加人过量的二水硫酸钙,密封并置于恒温溶解度的影响并不明显。 NACI是一种强对称电解
收稿日期:2015-10-16
化工技术与开发
第44卷
质,在NaCI溶液中,硫酸钙的溶解行为可以用德
7.5
拜-休克尔理论推导。低浓度下,离子强度随着盐
浓度增大而增大,活度系数随之减小,因此硫酸钙
渀解度增大。高浓度下,硫酸钙形成离子对,短程静
巡6.0
ーNaCl-Na2SO
电相互作用增强,活度系数随之増大,导致硫酸钙溶
嫵5.5
解度降低。由于温度对Na(Cl溶液活度系数影响
5.0
较小,所以温度对硫酸钙溶解度的影响不明显。
4.5
2.2硫酸钙在混合盐溶液中溶解度的变化
4.
10
测定了不同温度和不同混合盐浓度条件下的
盐浓度/%
硫酸钙溶解度,混合盐为 NACI 7和Na2S0,质量比为
图3不同体系盐溶液对硫酸钙滲解度的影响
4:1,测定结果如图2所示。
3结论
1)在NaCI溶液中,硫酸钙溶解度随NaCl浓度
增加先增加后降低,在NaC浓度为15%左右出现
5.2
极大值,约为7.15g?L。
4.8
2)在NaCl-Na2S02混合盐溶液中,硫酸钙的溶
解度趋势与在NaC!单盐溶液中相同,随着SO2浓
95℃
度增大,同离子效应显著增强。
4.0
3)温度对硫酸钙溶解度的影响较小。
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参考文献
混合盐浓度/%
1]何伟,吴晓琴,刘芳.硫酸钙在Ca-Mg-K-CL-H2O)体
图2混合盐浓度对硫酸钙溶解度的影晌
系转化过程中溶解度研究卟环境科学与技术,2010,
由图2可知,硫酸钙溶解度随着混合盐浓度的
33(5):35-38.
增大先增大后减小,在混合盐浓度为15%左右出[2] Womans G, Voigt W. Solubility of Gypsum in MSO
现极大值,约为5.55:L。由图3可知,硫酸钙在
Solutions (M=Mg, Mn, Co, Ni, Cu, Zn )at 298.15 K and
NaC!溶液中的溶解度大于相同浓度的混合盐溶液。
313.15K[JJ.Chem.Eng.Data,2008,53(6):1375-1380
在混合盐溶液中,既存在盐效应又存在SO2的同「3]尹忠,等?硫酸钙在盐酸和氯化钠水溶液中的溶解度り
油田化学,1994,114):345-347
离子效应,硫酸钙的溶解度是两者综合作用的结果
「4]黄子卿.电解质溶液理论导论[Mj北京:科学出版社,
随着SO2浓度增大,同离子效应显著增强
1983:118-235.
Solubility of Calcium Sulfate in Hot Salt Solution
ZHU Jia-bing, ZHONG Hui, L/U Shan-dong, XU Wen-xuan
(College of Materials and Chemistry Chemical Engineering, Chengdu Univcrsity of Technology, Chengdu 610059, China
Abstract: Calcium sulfate dehydrate could transform to calcium sulfate hemihydrate in salt solution at atmospheric pressure
Its structure and morphology were profoundly affected by the solubility of calcium sulfate. The solubility of calcium sulfate in
different concentration of Nac solution and Nac-na SO mixed solution was determined by dissolved balance method at different
temperature. The law of solubilit