乙二胺对CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O反应体系制备球霰石络合作用的研究 Complexation Effects of Ethylenediamine on Vaterite Preparation in CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O Systems

烟气CO2与工业固废磷石膏（CaSO4·2H2O）在CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O多相复杂体系中生成碳酸钙与硫酸铵，反应体系中游离的Ca2+浓度呈下降趋势，产物（CaCO3为方解石和球霰石混合晶型。研究以乙二胺为添加剂，在固定搅拌转速、CO2流量、氨水浓度的条件下，研究乙二胺（EDA）对CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O反应体系制备球霰石的影响及作用机理。结果表明：添加剂乙二胺以钙络合剂的形式参与反应抑制结晶，将反应体系的诱导期延长至60 min，根据质量守恒定律和配位解离平衡模拟的硫酸根浓度理论值与硫酸根浓度实验值、钙元素浓度实验值之间的误差小于20%。钙以游离态或与乙二胺形成配合物的形式存在于溶液中，钙浓度呈先上升后下降趋势，上升阶段钙浓度大于20℃时CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O的溶解度15 mmol·L-1，获得单一形貌的碳酸钙产品球霰石。随着乙二胺浓度的升高，诱导期内体系中钙浓度增加。通过延长诱导期，将反应结晶过程中的溶解与结晶过程分离，为直接制备纯净球霰石提供理论和可行性方面的指导。