CN101333086A - 用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆及石膏制品的方法 - Google Patents

用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆及石膏制品的方法 Download PDF

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Abstract

一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆：取电厂脱硫二水石膏，并将电厂脱硫二水石膏与水混合形成料浆，该料浆浓度在10％～50％之间，再在料浆中加入晶形改良剂，且该晶形改良剂为：晶形改良剂为丁二酸、丁二酸钠或丁二酸镁，掺量为脱硫二水石膏质量的0.5‰～8‰；将加入晶形改良剂后的料浆加热至120℃～160℃并保温1h～4h，得到α型半水石膏浆。一种α型半水石膏制品的制备方法，是以上述α型半水石膏浆为原料，经离心脱水或真空脱水后，不经烘干而直接浇注于模具中，石膏砌块或其他α型半水石膏制品。

Description

用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆及石膏制品的方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术，具体涉及一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆及石膏制品的方法。
背景技术
脱硫石膏是热电厂烟气脱硫时生产的废弃物，如不加以利用，会形成环境二次污染。脱硫石膏是一种有用的工业资源，目前尚缺乏有效的综合利用。对脱硫石膏充分利用，具有节能、环保等综合效果，石膏的生产能耗是石灰的1/3，是水泥的1/4，且导热糸数较低，具有保温效果和“呼吸功能”，还能防火，是最佳的绿色、节能、环保、健康的墙体材料。
国内脱硫石膏主要生产β型半水石膏(即建筑石膏)，干抗压强度在15MPa以下，目前还未发现用脱硫石膏生产高强α型半水石膏的报告和专利技术。
发明内容
本发明提供一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆及石膏制品的方法，其目的在于由本发明制得的α型半水石膏浆经脱水后可直接作为制备石膏制品的原料并实现α型半水石膏浆至石膏制品的连续生产，具有节能、环保的优点，且由本发明制得的石膏制品具有抗压强度的优点。
本发明采用如下技术方案：
一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆：
步骤1：取电厂脱硫二水石膏，并将电厂脱硫二水石膏与水混合形成料浆，该料浆浓度在10％～50％之间，再在料浆中加入晶形改良剂，所述的晶形改良剂采用下列之一的晶形改良剂：
①晶形改良剂为丁二酸、丁二酸钠或丁二酸镁，掺量为脱硫二水石膏质量的0.5‰～8‰；
②晶形改良剂由丁二酸、丁二酸钠及丁二酸镁中的一种与硫酸镁及硫酸铝中的一种复配而成，前后两者的质量比为1∶2～5，所述晶形改良剂的掺量为脱硫二水石膏质量的5‰～10％；
③晶形改良剂由苹果酸与硫酸镁或苹果酸与硫酸铝复配而成，苹果酸掺量为脱硫二水石膏质量的1‰～6‰，硫酸镁或硫酸铝掺量为脱硫二水石膏质量的3‰～10‰，
步骤2：将加入晶形改良剂后的料浆加热至120℃～160℃并保温1h～4h，得到α型半水石膏浆。
本发明的另一技术方案是：
用上述α型半水石膏浆为原料，经离心脱水或真空脱水后，不经烘干而直接浇注于模具中，石膏砌块或其他α型半水石膏制品。
与现有技术相比，本发明掺入微量的晶形改良剂，使α型半水石膏的结晶形态向着所希望的短柱状方向生长，达到提高半水石膏及石膏制品的抗压强度，使由本发明制得的石膏制品具有抗压强度高的优点。同时在生产工艺流程上，省去干燥工序，可降低40％的生产热耗，即制备好的α-半水石膏料浆经离心或真空脱水后，不经干燥，立即进行石膏砌块(或其他石膏制品)的生产。这样的工艺流程，从潮湿的脱硫石膏原料开始，到制品的生产完成，物料都处于潮湿状态下，没有任何灰尘飞扬，生产卫生环境良好。因此，由本发明制得的α型半水石膏浆经脱水后可直接作为制备石膏制品的原料并实现α型半水石膏浆至石膏制品的连续生产，具有节能、环保的优点，且由本发明制得的石膏制品具有高抗压强度的优点。
附图说明
图1是本发明以0.2％的丁二酸为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图2是本发明以0.2％丁二酸钠为晶形改良剂
图3是本发明以(0.1％丁二酸+0.2％硫酸铝)为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图4是本发明以(0.1％丁二酸镁+0.5％硫酸铝)为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图5是本发明以0.25％苹果酸为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图6是本发明以0.2％柠檬酸镁为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图7是本发明以(0.1％柠檬酸镁+0.5％硫酸镁)为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图8是本发明以(0.2％柠檬酸钠+0.5％硫酸铝)为晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
图9是本发明未加晶形改良剂制备的α型半水石膏、在200倍光学显微镜下的晶体显微图。
具体实施方式
实施例1
一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆：
步骤1：取电厂脱硫二水石膏，并将电厂脱硫二水石膏与水混合形成料浆，该料浆浓度在10％～50％之间，在本实施例中，料浆浓度为10％、50％、17％、32％或45％，再在料浆中加入晶形改良剂，所述的晶形改良剂采用下列之一的晶形改良剂：
①晶形改良剂为丁二酸、丁二酸钠或丁二酸镁，掺量为脱硫二水石膏质量的0.5‰～8‰，例如：掺量为脱硫二水石膏质量的0.5‰、8‰、0.9‰、3‰或7‰；
②晶形改良剂由丁二酸、丁二酸钠及丁二酸镁中的一种与硫酸镁及硫酸铝中的一种复配而成，前后两者的质量比为1∶2～5(可选择1∶2、1∶5、1∶3.2或1∶4.5)，所述晶形改良剂的掺量为脱硫二水石膏质量的5‰～10‰，在本实施例中，晶形改良剂的掺量为脱硫二水石膏质量的5‰、10‰、6.7‰、8‰或9‰；
③晶形改良剂由苹果酸与硫酸镁或苹果酸与硫酸铝复配而成，苹果酸掺量为脱硫二水石膏质量的1‰～6‰，硫酸镁或硫酸铝掺量为脱硫二水石膏质量的3‰～10‰，在本实施例中，苹果酸掺量为脱硫二水石膏质量的1‰、6‰、2.3‰、4‰或5.8‰，硫酸镁或硫酸铝掺量为脱硫二水石膏质量的3‰、10‰、5‰、7.9‰或9‰，
步骤2：将加入晶形改良剂后的料浆加热至120℃～160℃并保温1h～4h(例如：料浆加热至120℃并保温1h、料浆加热至145℃并保温2.4h或料浆加热至160℃并保温4h)，得到α型半水石膏浆。
实施例2
用实施例1所述方法得到的α型半水石膏浆为原料，进行离心脱水或真空脱水；经离心脱水或真空脱水后的α型半水石膏不经干燥，而直接浇注于模具中，生产石膏砌块或其他α型半水石膏制品。
在本实施例中，温度不低于90℃的α型半水石膏料浆在此温度的条件下进行离心或真空脱水；上述离心脱水的转速可为2500转/分钟、3000转/分钟或3500转/分钟；真空脱水的真空度为450mmHg、500mmHg或650mmHg，离心或真空脱水为90℃～120℃，具体可选择为90℃、105℃或120℃。
实施例3
本发明的主要工艺方案是：
①先将电厂脱硫二水石膏原料、晶形改良剂和水计量配制成一定浓度的料浆，用料浆泵打到外加热的高压釜中，同时开动搅拌器和打开蒸汽阀，给高压釜加热升温。
②高压釜升温到105℃左右时，打开放气阀，排去空气，继续升温到要求的温度，保持到设定的时间。
③恒温结束后，打开放气阀放气，釜内压力降到0.1MPa以内时，将高压釜内的α-半水石膏料浆放到保温储料罐中备用。
④根据生产制品速度的要求，将保温储料罐中的料浆放入离心机(或真空脱水机)中脱水，立即进行下道工序的制品生产。
由本发明制备得到的高强α型脱硫半水石膏。所制备的α型半水石膏的材料与性能的实施例列于表1和图1～图9中。
表1α型半水石膏的制备与性能
  序号  晶形改良剂(质量‰) 料浆浓度(％)   恒温温度(℃)   干抗压强度(MPa) 晶体形态
  1  丁二酸2   40   145   40.1   图1短柱状
  2  丁二酸钠2   30   145   48.5   图2六方粒状
3  丁二酸1+硫酸铝2 30 145 60.7 图3短柱状
4  丁二酸镁1+硫酸铝5 30 145 54.4 图4短柱状
  5  苹果酸2.5   20   150   40.5   图5短柱状
  6  柠檬酸镁2   20   150   15.6   图6长棒状
7  柠檬酸镁1+硫酸镁5 30 140 18.5 图7针状
8  柠檬酸钠2+硫酸铝5 30 140 11.3 图8针状
  9  不掺晶形改良剂   20   145   10.4   图9纤维状
实验结果分析：
本发明采用电厂脱硫二水石膏原料制备得到的α型半水石膏，结果列于表1中，为了便于考察各种晶形改良剂作用下α-半水石膏晶形的变化，用200倍光学显微镜对其进行观察并拍照，结果列于表1和图1～图9中。对照实施例中各组α-半水石膏的性能，由表1和图1～图9分析如下：
1.不掺加晶形改良剂时(图9)，α型半水石膏晶体形态为纤维状，抗压强度较低，只有10.4MPa；
2.柠檬酸(盐)单掺、或与硫酸镁、硫酸铝复掺作为晶形改良剂时(图6、图7、图8)，转晶效果不好，晶体形态一般为针状或长棒状；抗压强度较低，在20MPa以内；
3.以丁二酸、苹果酸为晶形改良剂，制备的高强α型半水石膏为短柱状(图1、图5)抗压强度较高，分别为40.0MPa和40.5MPa；
4.以丁二酸钠为晶形改良剂，制备的高强α型半水石膏为六方粒状(图2)，抗压强度较高，为48.5MPa；
5.以丁二酸与硫酸铝、丁二酸镁与硫酸铝为晶形改良剂，制备的高强α-半水石膏为短柱状(图3、图4)，抗压强度很高，为55.4MPa和60.7MPa；
大量试验表明，在本发明的工艺参数条件下，采用丁二酸(盐)单掺或与硫酸铝(镁)复掺、苹果酸及硫酸铝单掺或复掺时，晶体形态为短柱状或六方粒状，都能获得很高的抗压强度。晶体形态呈短柱状，六方粒状是获得较高抗压强度的必要条件。
本发明利用热电厂脱硫时排放的脱硫二水石膏废料，制备的高强α型半水石膏，可应用于墙体石膏保温砂浆、轻质墙体石膏保温砌块、石膏板材和建筑石膏装饰制品等。

Claims (2)

1.一种用脱硫二水石膏制备α型半水石膏浆，其特征在于：
步骤1：取电厂脱硫二水石膏，并将电厂脱硫二水石膏与水混合形成料浆，该料浆浓度在10％～50％之间，再在料浆中加入晶形改良剂，所述的晶形改良剂采用下列之一的晶形改良剂：
①晶形改良剂为丁二酸、丁二酸钠或丁二酸镁，掺量为脱硫二水石膏质量的0.5‰～8‰；
②晶形改良剂由丁二酸、丁二酸钠及丁二酸镁中的一种与硫酸镁及硫酸铝中的一种复配而成，前后两者的质量比为1∶2～5，所述晶形改良剂的掺量为脱硫二水石膏质量的5‰～10‰；
③晶形改良剂由苹果酸与硫酸镁或苹果酸与硫酸铝复配而成，苹果酸掺量为脱硫二水石膏质量的1‰～6‰，硫酸镁或硫酸铝掺量为脱硫二水石膏质量的3‰～10‰，
步骤2：将加入晶形改良剂后的料浆加热至120℃～160℃并保温1h～4h，得到α型半水石膏浆。
2.一种石膏制品的方法，其特征在于以权利要求1所得到的α型半水石膏浆为原料，将温度不低于90℃的α型半水石膏料浆在此温度的条件下进行离心脱水或真空脱水；
经离心脱水或真空脱水后不经干燥，而直接浇注于模具中，生产石膏砌块或其他α型半水石膏制品。
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