CA6943 脱硫石膏パウダー

脱硫石膏の説明

脱硫石膏（FGD石膏）は、主に硫酸カルシウム二水和物（CaSO₄-2H₂O、85％以上）からなり、天然石膏とは異なる複雑な物理化学的プロフィールを示す。その結晶構造は石膏の典型的な単斜晶系（空間群C2/c）を採用しているが、排ガススクラバーでの制御された沈殿により、より微細で均一な針状形態（10～150μm）を有している。この材料は15％以下の自由水分（表面吸着水）を含み、硬く結合した結晶水（化学量論的に20.9％）を維持するが、微量の亜硫酸カルシウム半水和物（0.5％以下のCaSO₃-1/2H₂O）により100～120℃で脱水経路が分岐し、半水和物形成が促進される。化学的には、天然石膏（20℃で0.24g/100mL）のような逆行溶解性を示すが、イオン性不純物による速度論が変化している：塩化物（≦600mg/kg）は溶解度をわずかに上昇させ、水溶性MgO（≦0.1％）とNa₂O（≦0.06％）は結晶表面エネルギーを修正する。分光学的に、そのFTIRスペクトルは、特徴的なO-H伸縮（3540 cm-¹, 3400 cm-¹, 1685 cm-¹）と硫酸塩振動（1140 cm-¹ ν₃, 670 cm-¹ ν₄）を示すが、亜硫酸塩の混入は弱い970 cm-¹ ショルダーを導入する。熱重量分析では、80℃以下の自由水分の蒸発（≤15%）と結晶水の放出（145℃でピーク）という二重の質量減少が明らかになった。X線回折では、支配的な二水和物相（d-spacing 7.63Å）と、部分的な脱水によるマイナーなバサナイト（CaSO₄-0.5H₂O, 6.02Å）が確認された。この材料は70％RH以下では非吸湿性であるが、可溶性アルカリ塩のため、天然石膏に比べてケーキング傾向が強い。白色度(L* >92)と低放射能(<1 Bq/g ²²⁶Ra) は、最新の脱硫システムにおける厳しい不純物管理を反映しています。

脱硫石膏の用途

脱硫石膏は、様々な産業において、採掘された石膏の代替品として持続可能な役割を果たしています。建設業界では、脱硫石膏を焼成（150～160℃）して、石膏プラスターボード、乾式壁、セルフレベリング床スクリード用の高純度β-半水和物を製造し、その安定した粒子径と低い塩化物含有量（600ppm未満）を利用して結合強度を高め、腐食リスクを低減しています。セメント業界では、C₃A相の初期水和速度を制御するための凝結調整剤（4～5％の添加量）として利用されている。農業分野では、土壌pHを変化させることなく硫黄（≥16% SO₃）を供給しながら、交換性ナトリウムに代わる可溶性カルシウム（15～18% CaO）を供給することで、ソディック性粘土土壌の土壌改良材として機能する。新たな用途としては、熱分解（900℃以上）による硫酸製造の原料としての利用や、白色度（L*>92）と低吸油性から熱可塑性プラスチック複合材料（PP/PE）のフィラーとしての利用がある。廃水処理では、リン酸カルシウム沈殿によるリン酸塩除去のための凝集助剤として作用する。亜硫酸半水和物（<0.5%）および可溶性アルカリ（Na₂O <0.06%）の厳密な管理により、建築材料に関するASTM C471/C472基準および農業用途に関するFDA 21 CFR §184.1230制限に準拠している。

脱硫石膏の包装

当社の製品は、材料の寸法に基づいて様々なサイズのカスタマイズされたカートンに梱包されています。小さな商品はPP箱にしっかりと梱包され、大きな商品は特注の木枠に入れられます。梱包のカスタマイズを厳守し、適切な緩衝材を使用することで、輸送中に最適な保護を提供します。

梱包カートン、木箱、またはカスタマイズ。

参考のため、梱包の詳細をご確認ください。

製造工程

1.試験方法

(1)化学成分分析 - GDMSまたはXRFなどの技術を用いて検証し、純度要件に適合していることを確認する。

(2)機械的特性試験 - 引張強さ、降伏強さ、伸び試験を行い、材料の性能を評価する。

(3)寸法検査 - 厚さ、幅、長さを測定し、指定された公差に準拠していることを確認する。

(4)表面品質検査 - 目視および超音波検査により、傷、亀裂、介在物などの欠陥の有無を確認する。

(5)硬度試験 - 均一性と機械的信頼性を確認するため、材料の硬度を測定する。

詳細については、SAM 試験手順をご参照ください 。

脱硫石膏に関するFAQ

Q1.パフォーマンスクリティカルな用途において、不純物プロファイルは天然石膏とどのように異なりますか？

脱硫石膏は、制御された合成により、より低い結晶シリカ（天然石膏の1～8％に対し、通常0.5％以下）と重金属含有量の減少を示します。しかし、微量の亜硫酸カルシウム半水和物(≤0.5%)と可溶性アルカリ(Na₂O≤0.06%、MgO≤0.1%)を含み、天然石膏と比較してセメント配合物の凝結時間を8～12%早める可能性がある。

Q2.相変態を防ぐために、保管中に適用できる最高温度は？

65℃以上に長時間さらされると、β-半水和物への脱水が始まり、水和速度論が変化する。二水和物の結晶性を維持するためには、相対湿度70％以下で50℃以下の保管環境を維持する必要がある。熱安定性は亜硫酸塩の含有量に依存し、0.1％のCaSO₃-1/2H₂Oごとに脱水開始温度が約3℃低下する。

Q3.水溶性アルカリは焼成製品の耐久性にどのような影響を与えるか？

可溶性Na₂O >0.04%は、硫酸ナトリウムの移動を通じてセットプラスターのエフロレッセンスを促進する。MgO >0.08%は、ケイ酸マグネシウムの形成により、焼成中の半水和物転換効率を5～7%低下させる。処理前に燃焼分析でアルカリレベルを確認する必要がある。

関連情報

1.一般的な調製方法

脱硫石膏は、石炭火力発電所の排煙脱硫（FGD）システムを通じて合成され、排ガス中の二酸化硫黄（SO₂）が湿式スクラバー内で炭酸カルシウム（CaCO₃）スラリーと反応する。このプロセスは、pH5.0～5.8、50～60℃の水性懸濁液にSO₂が吸収されることから始まり、反応によって亜硫酸カルシウム（CaSO₃）が形成される：SO₂ + CaCO₃ + ½H₂O → CaSO₃-½H₂O + CO₂。その後、強制酸化により圧縮空気（化学量論的過剰≥30%）を注入し、亜硫酸塩を硫酸塩に変換する：2CaSO₃-1/2H₂O + O₂ + 3H₂O → 2CaSO₄-2H₂O.結晶化は、制御された過飽和（相対飽和度1.05-1.15）下で8-12時間かけて行われ、針状二水和物結晶（10-150μm）が得られる。スラリーは真空ベルト濾過を経て8～15％の自由水分を達成し、次いで脱塩水で向流洗浄を行い、塩化物を≦600mg/kg、可溶性アルカリ（Na₂O≦0.06％、MgO≦0.1％）を減少させる。重要なプロセス制御には、酸化効率（硫酸塩への変換率99.5％以上）、石灰石の純度（CaCO₃ 95％以上）、亜硫酸塩抑制添加剤（チオ硫酸触媒など）が含まれる。洗浄後のフィルターケーキは、半水和物の形成（<0.5% CaSO₃-½H₂O） を制限しながら、CaSO₄-2H₂Oの結晶性（>85%）を維持するために、回転式乾燥機（厳密に脱水閾値以下）で50～65℃で乾燥される。最終製品の検証では、元素組成（CaO≥32.0％、SO₃≥45.5％）のXRF、相純度（二水和物d-spacing 7.63Å）のXRD、陰イオン適合性のイオンクロマトグラフィーを採用。