前言

亞硫酸鈣(CaSO3)轉(zhuǎn)化為硫酸鈣(CaSO4)的轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物質(zhì)量直接影響到脫硫灰的資源化利用。國(guó)內(nèi)外研究者們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種轉(zhuǎn)化方法,如熱處理法、空氣氧化法、生物法和光催化法。每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性。例如, 熱處理法操作簡(jiǎn)單,但能耗高;空氣氧化法原料成本低,轉(zhuǎn)化效率高,但可能帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn);生物法環(huán)境友好,但轉(zhuǎn)化速率慢;光催化法清潔高效,但需要特定條件。因此,開(kāi)發(fā)一種高效的氧化轉(zhuǎn)化技術(shù),如液相氧化法,對(duì)于提高脫硫灰的資源化利用率和降低其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。

研究表明,液相氧化法通過(guò)在水溶液中使用可溶于水的氧化劑,如過(guò)硫酸銨,實(shí)現(xiàn)了亞硫酸鈣的有效氧化。這種方法反應(yīng)條件易于控制,轉(zhuǎn)化率高,且環(huán)境影響小。魏汝飛等對(duì)脫硫灰氧化改性進(jìn)行了深入研究,通過(guò)亞臨界水熱條件下的非均相氧化技術(shù),系統(tǒng)地探討了不同操作參數(shù)對(duì)脫硫灰中亞硫酸鈣氧化效率的影響。當(dāng)反應(yīng)溫度設(shè)定為140℃、反應(yīng)時(shí)間為30min、初始?jí)毫S持在2MPa、固液比1?30、攪拌轉(zhuǎn)速為 300rpm時(shí), 亞硫酸鈣的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了98.72%。WANG等同樣應(yīng)用亞臨界非均相水熱氧化技術(shù),在溫度180℃和壓力2MPa的條件下,成功實(shí)現(xiàn)了亞硫酸鈣高達(dá)89.83%的轉(zhuǎn)化率。以上研究結(jié)果表明,在無(wú)需催化劑的條件下,對(duì)脫硫灰進(jìn)行低溫而高效的穩(wěn)定化處理是可行的。姚璐等研究發(fā)現(xiàn)低溫靜態(tài)氧化法難以有效氧化亞硫酸鈣,氧化率低至2.2%以下。而在350℃高溫動(dòng)態(tài)焙燒30～60min無(wú)需催化劑,氧化率可超 85%。綜上所述,亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化方法還存在不足之處。低溫技術(shù)雖具環(huán)境友好性,但轉(zhuǎn)化率還需提升;高溫動(dòng)態(tài)焙燒雖轉(zhuǎn)化率較高,但也存在能耗較高的問(wèn)題。因此，提升轉(zhuǎn)化率、降低能耗及優(yōu)化反應(yīng)條件,是亞硫酸鈣資源化利用的研究方向。

制備方法

將一定物質(zhì)量比的亞硫酸鈣與過(guò)硫酸銨先后加入到100mL超純水中,分別置于20℃、40℃條件下,300r/min磁力攪拌30min,得到懸濁液。減壓抽濾,用超純水洗滌沉淀3次。將樣品置于表面皿并放入烘箱80℃ 6h。樣品自然冷卻至室溫后,使用瑪瑙研缽對(duì)樣品進(jìn)行研磨,得到硫酸鈣為白色粉末狀樣品。最佳的轉(zhuǎn)化條件, 即40℃的反應(yīng)溫度、1.5h的反應(yīng)時(shí)間以及亞硫酸鈣與過(guò)硫酸銨1：0.7的物質(zhì)的量比, 亞硫酸鈣的轉(zhuǎn)化率高達(dá)97.34%,產(chǎn)物硫酸鈣的純度較高[1]。

碘量法滴定硫酸鈣

碘溶液可以將亞硫酸鈣氧化,通過(guò)消耗碘溶液的體積得到亞硫酸鈣的含量。配制淀粉指示劑溶液(5g/L)、碘標(biāo)準(zhǔn)液(0.1mol/L)、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液(0.1g/L)用于標(biāo)定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液。取0.5g硫酸鈣樣品置于250mL碘量瓶?jī)?nèi), 加入100mL碘標(biāo)準(zhǔn)液。再加5mL磷酸,避光靜置10min后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí),加入2mL淀粉指示劑,滴定直至藍(lán)色完全消失。通過(guò)計(jì)算在反應(yīng)中消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)液體積,計(jì)算樣品中亞硫酸鈣的量[1]。

參考文獻(xiàn)

[1] 林武滔,王啟飛,陳成武. 亞硫酸鈣液相氧化制備硫酸鈣工藝的優(yōu)化研究[J]. 湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2026,38(1):39-43. DOI:10.3969/j.issn.1672-6146.2026.01.007.