杨 冉1,张 明2,黄 涛3,赵山山1,欧阳亮峰1,王筱彤1,易果强1
(1. 湖北工业大学,湖北 武汉 430068;2. 湖北地矿投资集团有限公司,湖北 武汉 430068;
3. 湖北省自然资源投资集团有限公司,湖北 武汉 430068)
摘 要:以工业副产芒硝石膏为原料,采用加压水溶液法制备α-半水石膏(α-HH),研究了不同原料粒径对合成的α-HH性能的影响规律。利用SEM、XRD、激光粒度仪以及力学性能测试等方法考察原料粒径对α-HH晶体形貌、结晶性、粒径分布以及力学性能的影响,并分析了其内在机理。结果表明,在工业常规反应时间2 h内,原料粒径对α-HH晶核形成以及晶体生长产生关键性影响,即在一定范围内,随着原料粒径增加,α-HH晶核形成速度降低而晶体生长速度提高,使得晶核形成与晶体生长达到更好的平衡。当原料中位粒径为115 μm时,晶核生成以及晶体生长处于最佳状态,此时所得到的α-HH为粗短柱状晶体,结晶度最高,力学性能最好,2 h抗折强度为8.1 MPa,绝干抗压强度达到32.3 MPa。若原料粒径过小,则容易造成晶核数目过多、晶体发育不全的问题;若原料粒径过大,则会导致晶体生长不均,从而影响α-HH整体性能。
关键词:粒径;芒硝石膏;α-半水石膏;加压水溶液法;工艺优化