前言
亚硫酸钙(CaSO3)转化为硫酸钙(CaSO4)的转化效率和产物质量直接影响到脱硫灰的资源化利用。国内外研究者们已经开发了多种转化方法,如热处理法、空气氧化法、生物法和光催化法。每种方法都有其独特的优势和局限性。例如, 热处理法操作简单,但能耗高;空气氧化法原料成本低,转化效率高,但可能带来安全风险;生物法环境友好,但转化速率慢;光催化法清洁高效,但需要特定条件。因此,开发一种高效的氧化转化技术,如液相氧化法,对于提高脱硫灰的资源化利用率和降低其环境风险至关重要。
研究表明,液相氧化法通过在水溶液中使用可溶于水的氧化剂,如过硫酸铵,实现了亚硫酸钙的有效氧化。这种方法反应条件易于控制,转化率高,且环境影响小。魏汝飞等对脱硫灰氧化改性进行了深入研究,通过亚临界水热条件下的非均相氧化技术,系统地探讨了不同操作参数对脱硫灰中亚硫酸钙氧化效率的影响。当反应温度设定为140℃、反应时间为30min、初始压力维持在2MPa、固液比1⁚30、搅拌转速为 300rpm时, 亚硫酸钙的转化率达到了98.72%。WANG等同样应用亚临界非均相水热氧化技术,在温度180℃和压力2MPa的条件下,成功实现了亚硫酸钙高达89.83%的转化率。以上研究结果表明,在无需催化剂的条件下,对脱硫灰进行低温而高效的稳定化处理是可行的。姚璐等研究发现低温静态氧化法难以有效氧化亚硫酸钙,氧化率低至2.2%以下。而在350℃高温动态焙烧30～60min无需催化剂,氧化率可超 85%。综上所述,亚硫酸钙转化方法还存在不足之处。低温技术虽具环境友好性,但转化率还需提升;高温动态焙烧虽转化率较高,但也存在能耗较高的问题。因此，提升转化率、降低能耗及优化反应条件,是亚硫酸钙资源化利用的研究方向。
制备方法
将一定物质量比的亚硫酸钙与过硫酸铵先后加入到100mL超纯水中,分别置于20℃、40℃条件下,300r/min磁力搅拌30min,得到悬浊液。减压抽滤,用超纯水洗涤沉淀3次。将样品置于表面皿并放入烘箱80℃ 6h。样品自然冷却至室温后,使用玛瑙研钵对样品进行研磨,得到硫酸钙为白色粉末状样品。最佳的转化条件, 即40℃的反应温度、1.5h的反应时间以及亚硫酸钙与过硫酸铵1：0.7的物质的量比, 亚硫酸钙的转化率高达97.34%,产物硫酸钙的纯度较高[1]。
碘量法滴定硫酸钙
碘溶液可以将亚硫酸钙氧化,通过消耗碘溶液的体积得到亚硫酸钙的含量。配制淀粉指示剂溶液(5g/L)、碘标准液(0.1mol/L)、重铬酸钾标准液(0.1g/L)用于标定硫代硫酸钠标准液。取0.5g硫酸钙样品置于250mL碘量瓶内, 加入100mL碘标准液。再加5mL磷酸,避光静置10min后用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定。当接近滴定终点时,加入2mL淀粉指示剂,滴定直至蓝色完全消失。通过计算在反应中消耗的硫代硫酸钠标液体积,计算样品中亚硫酸钙的量[1]。
参考文献
[1] 林武滔,王启飞,陈成武. 亚硫酸钙液相氧化制备硫酸钙工艺的优化研究[J]. 湖南文理学院学报（自然科学版）,2026,38(1):39-43. DOI:10.3969/j.issn.1672-6146.2026.01.007.