铬酸型钙矾石与硫酸型钙矾石的差异性研究

人工合成硫酸型钙矾石和铬酸型钙矾石晶体的X射线衍射谱显示,铬酸型钙矾石的晶格比硫酸型钙矾石的稍大一些.把铬酸型钙矾石放在SO24-浓度为1240mg/L的硫酸钠溶液中长期浸泡并跟踪监测发现,随着浸泡时间的延长,铬酸型钙矾石中的CrO24-被SO24-替换的比例升高,6个月时其置换率达到了近26%.分析认为这是因硫酸型钙矾石的溶解度远小于铬酸型钙矾石而引起的不全等溶解的结果.采用2种加热方式来研究2种人工合成钙矾石的热稳定性的差异.一种是连续加热实验,即把合成的硫酸型钙矾石或铬酸型钙矾石及其合成液混合物由25℃至60℃逐级加热,并在每个温度下恒温1小时.第二种加热方法是分次加热,即把硫酸型钙矾石或铬酸型钙矾石与石灰水混合,并分为若干份,每份混合物在不同的温度级别下恒温受热1小时.液相化学监测结果表明:这2种加热试验所得的结果十分接近;硫酸型钙矾石液相中SO42-的浓度在40℃～50℃时浓度最低,说明硫酸型钙矾石在该温度下最为稳定;而铬酸型钙矾石最为稳定的温度是45℃～60℃.硫酸型钙矾石周围液相中SO24-的浓度在70℃～75℃左右开始增大,说明硫酸型钙矾石于此温度开始出现热分解,不过90℃时其分解量仅为13%左右.铬酸型钙矾石则在80℃以后开始出现热分解,于90℃分解率约达到62%.总之,与硫酸型钙矾石相比,铬酸型钙矾石具有的特征是:晶格变大、晶形变小、热稳定性变差、溶解度增高.分析认为这些现象背后的本质都是一样的,均因晶格中的CrO24-与Ca2+、Al(OH)-4、OH-等组分结合力差的缘故.这个本质也必然会导致铬酸型钙矾石在稳定性方面不如硫酸型钙矾石,如更易碳化、在酸性水中更易分解等等.