（中國粉體技術網/文龍）硫酸鈣晶須是一種以單晶形式生長的新型針狀、具有均勻橫截面、完整外形、內部結構完善的纖維亞納米材料。其形態是由于晶體在軸向和側面生長速率的差異造成的，晶須主要沿軸向方向的螺旋錯位生長，其側面是低能面，生長非常緩慢，通過表面擴散給晶須的尖端或基面上露頭螺旋供料，硫酸鈣的晶須結構如圖1所示。

圖1 硫酸鈣晶須結構圖

    硫酸鈣晶須具有較大的比表面積、高強度、高模量、高韌性、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、易與聚合物復合、無毒等諸多優良的理化性能，而且價格低廉，是一種市場前景極為廣闊的新型無機材料，廣泛應用于建材、醫藥、增強塑料、橡膠、膠黏劑、環境工程等行業。目前，利用天然石膏與工業副產品等制備硫酸鈣晶須的方法得到快速發展和初步應用，下面就簡要概述這些方法的制備進展。

1.天然石膏制備硫酸鈣晶須
    王力等以天然石膏為原料，MgCl₂·6H₂O為晶須助長劑，控制料漿質量分數為3%，Ca與Mg物質的量比為13，反應溫度130℃，反應時間9~10h，采用水熱法合成了硫酸鈣晶須。所得硫酸鈣晶須的長徑比為50~60，產品形貌均一，生石膏轉化率高。采用氯化鎂做晶須助長劑，由于同離子效應提高了生石膏在水中的溶解度，同時Mg²⁺可附著在硫酸鈣晶核周圍,能增大晶核在某方向上的表面能，使晶體沿著晶核的(001)面單向生長。
    中科院青海鹽湖所李勝利等利用當地豐富的石膏資源制備出純度在98%以上的硫酸鈣晶須。適宜條件為：固液質量比為1:5，反應壓力在0.16~0.20MPa，反應時間在0.75~8h。

2. 工業副產品制備硫酸鈣晶須
2.1 電石渣制備硫酸鈣晶須
    電石渣是電石水解制乙炔產生的廢渣，它的主要成分是Ca(OH)₂，由于其具有強堿性且為漿狀，不僅給存儲及運輸帶來困難，還嚴重污染環境。邱楊率等利用宜化公司提供的電石渣制備出長度在10~3000μm、長徑比在10~300、白度為96%的硫酸鈣晶須。制備方法為：先將電石渣加水制成質量分數為25%的料漿，與質量分數為35%的硫酸反應制得二水石膏，產物移入高壓反應釜，在125℃和0.135MPa的飽和蒸汽環境養護數小時，再經洗滌、干燥得硫酸鈣晶須。
2.2 海水制鹽鹵渣制備硫酸鈣晶須
    鹽石膏（CaSO₄·2H₂O）是石灰乳處理鹵渣的副產物，其年產量有100萬t，這些鹽石膏中因含有大量雜質而難以利用。肖楚民等用海鹽鹵渣制取硫酸鈣晶須獲得成功，所得二水硫酸鈣晶須純度大于98%。主要原料為：鹵水（密度為1.262 g/cm3）、工業廢酸（硫酸濃度在1~2mol/L）、廢鹽酸（鹽酸質量分數為8%~10%）、工業級CaO（質量分數為95%）。工藝流程為：將除溴后的鹵水用石灰乳中和，控制鹵液pH在7.6~8.0，然后過濾，濾液用于制取針狀Mg(OH)₂，濾渣備用；將濾渣稀釋，加入工業廢酸溶解，攪拌，控制pH在2~3，加熱至沸騰后立即過濾，將濾液冷卻結晶即得纖維狀二水硫酸鈣晶須，結晶母液返回使用。在循環過程中溶液顏色發生變化，是由于Fe雜質的存在，可采用Ca(OH)₂調節pH，將鐵雜質除去。
2.3 煙氣脫硫直接制備硫酸鈣晶須
    全球每年含硫物質燃燒排放到大氣中的SO₂高達2億t左右。目前，煙氣脫硫技術是國內外應用最廣泛和最有效的SO₂控制技術。該技術是以石灰石料漿（濕法）或石灰石粉（干法）為脫硫劑，通過向吸收塔內噴入吸收劑，同時鼓入強氧化空氣，使煙氣中的SO₂轉化為二水硫酸鈣（石膏），將石膏懸浮液脫水，所得產物即為顆粒細小的脫硫石膏。毛常明等介紹了濕法煙氣脫硫直接制備硫酸鈣晶須的方法：廢煙氣冷卻→吸收→調整pH（3~4）和氧化→過濾洗滌→干燥（90℃）。其中，吸收后的料漿需摻入晶須助長劑和氧化催化劑如NH₄Cl、MnCl₂、CuSO₄、MnSO₄等，摻入質量分數在0.01% ~0.2%。所得硫酸鈣晶須直徑在1~2μm、長度為100μm。使用該方法所得產品價格低廉，適宜工業生產。
2.4 檸檬酸渣制備硫酸鈣晶須
    檸檬酸渣是檸檬酸生產過程中H2SO4酸解檸檬酸鈣產生的工業廢渣，主要成分為CaSO₄·2H₂O，每生產1 t檸檬酸約產生2.4 t檸檬酸渣（折干渣約1.5t）。中國有近百家檸檬酸廠，每年排放100萬t以上的廢渣。由于檸檬酸渣中殘留一定量的酸及有機物菌絲體，使它的利用僅局限于水泥工業、建筑石膏以及建筑石膏砂漿，大部分仍未得到充分利用。厲偉光將檸檬酸渣球磨至粒度為45μm后與水混合，調節料漿pH在3~4，加入CaSO₄·2H₂O晶種和添加劑，經水熱反應、過濾、干燥得到平均長徑比為50的硫酸鈣晶須，石膏轉化率超過90%，同時水熱條件起到滅菌作用。
2.5 鹽泥制備硫酸鈣晶須
    鹽泥是制堿工業中以食鹽為主要原料用電解的方法制取氯、氫、燒堿過程排出的泥漿，主要成分為Mg(OH)₂、CaCO₃、BaSO₄和泥砂。中國的原鹽雜質較多，每生產lt堿約產出鹽泥50~60kg。張連紅等利用鹽泥與稀硫酸反應，在適宜工藝條件下合成出直徑為0.2~4.0μm、長度為35~150μm的硫酸鈣晶須。
2.6 磷石膏制硫酸鈣晶須
    以磷石膏為原料制備硫酸鈣晶須國內外尚未見報道。目前，西南科技大學固體廢物處理與資源化省部共建教育部重點實驗室以廣西鹿寨化肥廠提供的磷石膏為原料，采用水熱法制備硫酸鈣晶須初見成效。工藝流程為：磷石膏與水以1:10的質量比制成料漿，在高壓反應釜中進行水熱反應（溫度為140℃，時間為2~18h），然后經脫水、除雜得到產品。原料磷石膏中可溶性磷、氟的質量分數大于0.1%，需進行水洗預處理。制得的硫酸鈣晶須為針狀，平均長度為35μm，直徑在1μm左右，長徑比約為30，純度在85%以上。所得硫酸鈣晶須可溶性磷、氟的質量分數分別為0.12%，0.017%（原料磷石膏可溶性磷、氟質量分數分別為0.35%、0.03%）。由此可見，以磷石膏為原料制備硫酸鈣晶須具有可行性，可深入進行單因素試驗，制備出形貌、性能均較佳的硫酸鈣晶須。

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