無水硫酸鈣是生產建築材料的重要成分。NUST MISIS的研究人員指出,一噸石膏(生產無水硫酸鈣的基礎)的成本約為20美元(約合1480盧布),而一噸無水硫酸鈣的成本為300-400美元(22200-29600盧布),這主要是由於後者的生產過程需要高溫處理。研究結果發表在Journal of Environmental Chemical Engineering雜誌上。
為了降低成本和簡化生產工藝,研究人員提出了一種在水性介質中一步合成無水硫酸鈣的方法。到目前為止,它是以硫酸和碳酸鹽成分為原料分兩步獲得的:先獲得石膏,然後再將其轉變為無水硫酸鈣。
研究人員提出了一種在含水介質中由廢石灰(水處理的廢物)和硫酸懸浮液獲得無水硫酸鈣的方法。所得產品的主要成分純度不低於99%。
大多數無水硫酸鈣的生產技術都是基於回轉窯中的高溫焙燒(800-1000⁰С)。作者提出的新技術用於溫度僅為45-55⁰C含水介質中的反應器,並基於生產廢棄物,從而節省了資源和燃料。
這種方法的優點和新穎之處在於技術的設備流程簡單,合成溫度和壓力低。通過新方法獲得的無水硫酸鈣的成本將保持在原料 -——石膏的成本水平。
新技術可以應用於產生廢硫酸或廢石灰的企業,或生產建築乾混料的企業。獲得的產品可用於建築、化工、醫療等行業。
"我們研究了最實用的合成條件。我們以工業廢棄物為原料。這些廢料實際上沒有被再利用,即使有,也大多用於簡單和‘廉價’的工藝和生產中。通過在合成過程中加入一點兒化學成分,我們能夠獲得一種相當貴的產品"。NUST MISIS結構陶瓷納米材料研究中心的首席專家瓦倫丁·羅曼諾夫斯基說。
NUST MISIS結構陶瓷納米材料研究中心的首席專家瓦倫丁·羅曼諾夫斯基和合著者(左)、白俄羅斯國家科學院普通和無機化學研究所的研究生馬克西姆·科馬羅夫
© 照片 : Valentin Romanovskiy
今天,科學家團隊面臨的任務是激活所得材料的粘合性並研究其基本特性,因為合成的無水硫酸鈣的全部潛力尚未被充分發掘。初步研究表明,其基本特性並不遜於,甚至常常超過熱法獲得的無水硫酸鈣。
在未來,研究人員將致力於制備基於合成的無水硫酸鈣的復合材料,以及在其基礎上的建築乾混料。