CN101580372A - 利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法 - Google Patents

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任增茂
田斌守
杨树新
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    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment

Abstract

本发明涉及一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，该方法包括以下步骤：(1)将脱硫石膏炒制成以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏，并粉磨至比表面积为2000～2500cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；(2)在步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏中依次按其质量比掺加0.5％～0.6％的缓凝剂、0.2％～0.4％的保水剂，混合均匀后包装即可。本发明通过对炒制后的脱硫建筑石膏进行粉磨改性处理，改变了脱硫建筑石膏的颗粒级配分布，有效地改善了粉刷石膏的保水性能和强度等物理性能；对凝结时间的调节使用肌蛋白质类石膏缓凝剂，大大降低了因凝结时间延长而造成的强度损失；采用本发明方法制得的产品符合环保要求。

Description

利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法
技术领域
本发明涉及一种粉刷石膏的生产方法，尤其涉及一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法。
背景技术
脱硫石膏是大中型电站的湿法烟气脱硫产物，目前我国的脱硫石膏年排放量达到1000万吨，利用脱硫石膏生产粉刷石膏具有丰富的资源优势，并且粉刷石膏具有生产能耗低、施工方便、抹面层细腻、居住舒适性好以及具有防火性能等优点，是一种发展前景良好的墙体抹灰材料。
由于脱硫石膏粒度细小，90％集中在70μm以下，比表面积通常在1400～1600cm2/g之间，具有较高的细度，因此脱硫石膏炒制之后可直接使用。但由于脱硫石膏的结晶在溶液中自由形成，结晶较为完整且均匀，结晶体以单独的颗粒存在，粒度大小十分均匀，晶体颗粒大多数为圆饼状或椭圆球状，也有少部分呈短柱状结构。粒度分布范围很窄，70％以上的颗粒集中在40～60μm的区域，平均粒径为50μm，颗粒级配较差。因此用脱硫建筑石膏直接配制的粉刷石膏加水后浆体和易性差、泌水离析现象严重。由于上述缺陷导致粉刷石膏浆体保水性差，强度低且分布不均匀，抹灰层粘结不牢固，容易开裂等现象，因此脱硫建筑石膏不适宜直接配置粉刷石膏，需粉磨改性之后方可消除上述缺陷。
另外脱硫建筑石膏的凝结时间一般为8～10min，而粉刷石膏的凝结时间一般要求大于60min，通常采用掺加缓凝剂的方式来延长凝结时间。常见的缓凝效果较好的缓凝剂有多聚硫酸钠、柠檬酸及其钠盐等。众所周知，缓凝剂的使用可以延长凝结时间，但同时会造成石膏硬化体强度大幅下降。若以多聚硫酸钠或柠檬酸来做缓凝剂，当缓凝时间达到60min时，强度损失率则达到50％以上。导致粉刷石膏的强度低、粘接性能差，难以达到产品标准规定的技术指标要求。通常采用添加有机胶黏剂的方式来提高粘接力，而有机胶黏剂一般均含有有毒有害的化学成分，严重影响操作人员的身体健康及周围生产环境卫生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏炒制成以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏，并粉磨至比表面积为2000～2500cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；
(2)在步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏中依次按其质量比掺加0.5％～0.6％的缓凝剂、0.2％～0.4％的保水剂，混合均匀后包装即可。
所述步骤(2)中的缓凝剂为肌蛋白质类石膏缓凝剂。
所述步骤(2)中的保水剂为变性淀粉和甲基纤维素的混合物，其中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶2～1∶3。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本发明将脱硫石膏炒制的脱硫建筑石膏进行了粉磨改性处理，因此改变了脱硫建筑石膏的颗粒级配分布，增加了40μm以下的颗粒含量，特别是10μm以下的颗粒含量。未粉磨的脱硫建筑石膏粒度分布如表1所示，粉磨改性后的颗粒级配分布如表2所示。
表1：未粉磨的脱硫建筑石膏的粒度分布与对应的质量百分数
  粒径(μm)   80   60   50   40   30   20   10   5
  质量百分数(％)   4.0   12.0   38.0   29.3   10.5   4.0   1.2   0.4
  累计百分数(％)   4.0   16.0   54.0   83.3   93.8   97.8   99.0   99.4
表2：粉磨改性后脱硫建筑石膏的粒度分布与对应的质量百分数
  粒径(μm)   80   60   50   40   30   20   10   5
  质量百分数(％)   0.6   4.5   11.4   19.6   21.6   20.5   14.3   7.1
  累计百分数(％)   0.6   5.1   16.5   36.1   57.7   78.2   92.5   99.6
脱硫建筑石膏经粉磨改性处理后，可有效地改善粉刷石膏料浆的和易性，减少泌水离析，提高浆料的保水性能以及试件的强度等物理性能，特别是抗折强度提高50％(数据参见表3)以上。
2、本发明对凝结时间的调节剂采用肌蛋白质石膏缓凝剂，大大减少了石膏的强度损失率，当缓凝时间达到60min时，强度损失率仅为5％，因此配置的粉刷石膏具有较好的力学性能。
3、本友明方法制作的粉刷石膏由于具有较高的抗折强度、抗压强度和粘接强度，其涂层不开裂，不易脱落。配料中无需再添加有毒有害的有机粘结剂和增强剂等，因此产品无毒、无味、对人体无毒害、对环境无污染。
4、本发明具有一定经济效益、社会效益和环保效益。一个年产5万吨的建筑石膏生产线，按本发明方法处理，生产成本为1500万元，销售收入为2000万元，可实现利税500万元，既提高了资源综合利用效率，又为企业带来了经济效益，可有效地缓解工业生产带来的环境压力。
具体实施方式
材料说明：
1、脱硫石膏：兰州西固热电厂。
2、缓凝剂：为兰州金轮建材公司生产的肌蛋白质类石膏缓凝剂。
3、保水剂：保水剂为市场购买的变性淀粉和甲基纤维素。
实施例1一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏在景泰金龙建材公司的沸腾炉(规格/型号T300-2000×2500)中，在160～180℃的温度条件下炒制80～90min，炒制成以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏；将制得的脱硫建筑石膏经粉磨机(四川简阳精工机械公司的9FQ-50型)粉磨至比表面积为2000～2100cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；该改性脱硫建筑石膏经检测符合GB/T9776-2008《建筑石膏》中建筑石膏S3.0GB/T9776-2008规定的技术指标要求。
(2)取步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏100kg，然后依次掺加0.5kg的缓凝剂、0.2kg的保水剂后，放入混料机(无锡市恒光粉体设备公司的DSH型螺旋混料机)中搅拌10分钟，待混合均匀后按40kg/袋包装。其中保水剂中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶2。
使用时加入适量水调和后即可应用。
实施例2一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏放入沸腾炉中，在160～180℃的温度条件下炒制80～90min，炒制成为以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏；将制得的脱硫建筑石膏经粉磨机粉磨至比表面积为2100～2300cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；该改性脱硫建筑石膏经检测符合GB/T9776-2008《建筑石膏》中建筑石膏S3.0GB/T9776-2008规定的技术指标要求。
(2)取步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏100kg，然后依次掺加0.6kg的缓凝剂、0.4kg的保水剂后，放入混料机中搅拌10分钟，待混合均匀后按40kg/袋包装。其中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶3。
使用时加入适量水调和后即可应用。
实施例3一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏放入沸腾炉中，在160～180℃的温度条件下炒制80～90min，炒制成为以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏；将制得的脱硫建筑石膏经粉磨机粉磨至比表面积为2300～2400cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；该改性脱硫建筑石膏经检测符合GB/T9776-2008《建筑石膏》中建筑石膏S3.0GB/T9776-2008规定的技术指标要求。
(2)取步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏100kg，然后依次掺加0.55kg的缓凝剂、0.3kg的保水剂后，放入混料机中搅拌10分钟，待混合均匀后按40kg/袋包装。其中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶2。
使用时加入适量水调和后即可应用。
实施例4一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏放入沸腾炉中，在160～180℃的温度条件下炒制80～90min，炒制成为以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏；将制得的脱硫建筑石膏经粉磨机粉磨至比表面积为2400～2500cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；该改性脱硫建筑石膏经检测符合GB/T9776-2008《建筑石膏》中建筑石膏S3.0GB/T9776-2008规定的技术指标要求。
(2)取步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏100kg，然后依次掺加0.6kg的缓凝剂、0.4kg的保水剂后，放入混料机中搅拌10分钟，待混合均匀后按40kg/袋包装。其中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶3。
使用时加入适量水调和后即可应用。
对上述采用本发明方法实例制得的粉刷石膏按JC/T517-2004《粉刷石膏》进行检测，检测结果如表3所示。
表3：进行粉磨改性前后各技术指标检测结果
项目   产品标准要求   未粉磨例1   本发明实施例1   本发明实施例2   本发明实施例3   本发明实施例4
  1.0mm方孔筛筛余(％)   0   0   0   0   0   0
  初凝时间(min)   ≥60   105   97   118   95   116
  终凝时间(min)   ≤480   122   113   135   109   131
  可操作时(min)   ≥30   54   65   70   63   70
  抗折强度(MPa)   ≥3.0   3.8   6.7   6.1   6.2   6.6
  抗压强度(MPa)   ≥6.0   8.2   12.3   12.2   12.2   11.8
  剪切粘接强度(MPa)   ≥0.4   0.35   0.64   0.61   0.75   0.66
  保水率(％)   ≥90   85   93   92   93   94
  泌水现象   //   泌水   无泌水   无泌水   无泌水   无泌水

Claims (3)

1、一种利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏炒制成以β型半水石膏为主要成分的脱硫建筑石膏，并粉磨至比表面积为2000～2500cm2/g，得改性脱硫建筑石膏；
(2)在步骤(1)所得的改性脱硫建筑石膏中依次按其质量比掺加0.5％～0.6％的缓凝剂、0.2％～0.4％的保水剂，混合均匀后包装即可。
2、如权利要求1所述的利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的缓凝剂为肌蛋白质类石膏缓凝剂。
3、如权利要求1所述的利用脱硫石膏生产高强环保型粉刷石膏的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的保水剂为变性淀粉和甲基纤维素的混合物，其中变性淀粉与甲基纤维素的质量比为1∶2～1∶3。
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