CN102173621B - 一种短柱状脱硫α-高强石膏 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑用材料，一种短柱状脱硫α-高强石膏。现有技术电厂脱硫废渣无法利用，污染环境。本发明由下列重量比物质组成：湿法脱硫石膏200份，媒晶剂溶液6份，水840份。制备步骤如下：取硫酸镁、异丁酸钠及柠檬酸钠，兑水溶解制得媒晶剂溶液；在反应釜中加水升温；加入湿法脱硫石膏和媒晶剂溶液；升温、升压；保温90分钟；放气降压；将物料置入离心机脱水，同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水10～15％；在140℃～160℃干燥器内15～20分钟；冷却、陈化；研磨15分钟。本发明的优点是：利用火电厂副产品，促进脱硫石膏的资源化综合利用，保护环境；减少天然石膏开采，节约矿山资源；价格便宜。
Description
技术领域
本发明属于建筑用材料，具体的说是一种短柱状脱硫α-高强石膏。
背景技术
随着国家对电力环保，特别是减少二氧化硫对大气污染重视程度的提高，我国火电厂烟气脱硫改造进入了高速成长期。由此产生了大量烟气脱硫石膏。现在我国每年约有800万吨烟气脱硫石膏产出，如果我国全部火电厂都安装脱硫装置，脱硫石膏产量将剧增超过4000万吨。大量脱硫石膏由于无法消纳而面临被堆放、填埋的困境，影响了生态环境和电厂安全运行。对脱硫石膏的资源化综合利用是一个迫切需要解决的问题。
本发明短柱状脱硫α-高强石膏是一种气硬性胶凝材料，在世界上首次利用电厂脱硫石膏制备短柱状脱硫α-高强石膏，具有明显的新颖性和创造性。它将湿态的脱硫石膏原料直接放在饱和水蒸汽中，并在媒晶剂溶液中脱水，制作成短柱状的α-半水石膏晶体，强度很高。由于采用了脱硫废渣为主要原料，其价格远远低于天然石膏，将这种脱硫α-高强石膏代替天然α-高强石膏，用于石膏建材如粉刷石膏、地面用石膏基自流平砂浆、铸造用石膏等，不但减少了天然石膏的用量，保护了环境，而且解决了脱硫石膏的资源化综合利用问题，具有节能减排、发展循环经济的重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种强度较高、成本低廉、符合国家节能减排需求的短柱状脱硫α-高强石膏的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种短柱状脱硫α-高强石膏，由下列重量比物质组成：
湿法脱硫石膏200份，媒晶剂溶液6份，水840份。
一种短柱状脱硫α-高强石膏的制备方法，步骤如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取0.16～0.36重量份的硫酸镁、异丁酸钠及柠檬酸钠中的一种或三种混合物，兑水溶解制得6重量份媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840重量份，升温至95℃；加入200重量份湿法脱硫石膏和6重量份媒晶剂溶液；
(3)将步骤(2)产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)将步骤(3)产物保温90分钟；然后放气降压至0.2kg/cm2；
(5)将步骤(4)反应釜中物料取出，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水10～15％；
(6)将步骤(5)产物取出置入干燥器，温度140℃～160℃，干燥15～20分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
本发明要点是：
将湿态的脱硫石膏置入反应釜，升温、升压；然后在水溶液中脱水，在媒晶剂的作用下，重新结晶生成短柱状脱硫α-高强石膏。
本发明中媒晶剂在脱硫石膏的溶解及脱水结晶过程中起着重要作用，本发明所用媒晶剂为硫酸镁、异丁酸钠及柠檬酸钠中一种或三种复合的媒晶剂，它可使液态半水石膏在重结晶过程中产生致密、粗大的结晶体，即短柱状的脱硫α-半水石膏晶体。
本发明的意义在于：
1、促进火电厂烟气脱硫石膏的资源化综合利用。
2、减少天然石膏开采，节约矿山资源、保护生态环境。
3、降低石膏建材的价格，如粉刷石膏、地面用石膏基自流平砂浆、铸造用石膏等。
本发明产品的特点为：产品为短柱状脱硫α-半水石膏晶体，强度高，测试结果表明抗压强度达到50MPa以上。采用本发明产品代替天然α-高强石膏，用于粉刷石膏、地面用石膏基自流平砂浆、铸造用石膏材料等，价格低，可降低生产成本。同时，由于利用了电厂烟气脱硫副产品，促进了资源循环利用。
本发明采用电厂脱硫石膏作为原料，其原料纯度应大于95％。制备过程物料从反应釜到干燥器间隔时间不超过15分钟，使物料温度稳定在140℃～160℃，保持15～20分钟。在陈化后24小时测定脱硫α-高强石膏结晶水，结晶水应控制在3.5％～5.5％。
本发明与国内外现有同类产品的相比，其创造性在于以下几点：
1、采用电厂脱硫石膏作为原料，促进脱硫石膏资源化综合利用，具有节能减排的重大意义。
2、采用电厂脱硫石膏作为原料，成本较低。
3、采用短柱状脱硫α-高强石膏替代天然α-高强石膏用于粉刷石膏、地面用石膏基自流平砂浆、铸造用石膏材料等，节约资源，同时更为经济。
本发明的优点是：
1、利用火电厂副产品烟气脱硫石膏，保护环境。
2、采用短柱状脱硫α-高强石膏替代天然α-高强石膏用于粉刷石膏、地面用石膏基自流平砂浆、铸造用石膏材料等，减少天然石膏的开采，节约矿山资源、保护生态环境。
3、价格便宜，天然α-高强石膏价格为4000～5000元/吨，短柱状脱硫α-高强石膏价格为3000～3500元/吨。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
短柱状脱硫α-高强石膏的方法如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取0.16公斤的硫酸镁、柠檬酸钠0.1公斤，兑水溶解制得6公斤媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840公斤份，升温至95℃；加入200公斤湿法脱硫石膏和6公斤媒晶剂溶液；
(3)将上述产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
(5)从反应釜中取出物料，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水15％；
(6)将产物取出置入干燥器，温度145℃，干燥15分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
实施例2：
短柱状脱硫α-高强石膏的方法如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取0.1公斤的硫酸镁、柠檬酸钠0.08公斤，异丁酸钠0.12kg，兑水溶解制得6公斤媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840公斤份，升温至95℃；加入200公斤湿法脱硫石膏和6公斤媒晶剂溶液；
(3)将上述产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
(5)从反应釜中取出物料，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水15％；
(6)将产物取出置入干燥器，温度151℃，干燥15分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
实施例3：
短柱状脱硫α-高强石膏的方法如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取异丁酸钠0.22kg，兑水溶解制得6公斤媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840公斤份，升温至95℃；加入200公斤湿法脱硫石膏和6公斤媒晶剂溶液；
(3)将上述产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
(5)从反应釜中取出物料，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水15％；
(6)将产物取出置入干燥器，温度153℃，干燥15分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
实施例4：
短柱状脱硫α-高强石膏的方法如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取0.44公斤的硫酸镁、柠檬酸钠0.16公斤，异丁酸钠0.44kg，兑水溶解制得6公斤媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840公斤份，升温至95℃；加入200公斤湿法脱硫石膏和6公斤媒晶剂溶液；
(3)将上述产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
(5)从反应釜中取出物料，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水15％；
(6)将产物取出置入干燥器，温度149℃，干燥15分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
实施例5：(对比例)
本实例改变媒晶剂品种及掺量，将其强度与本发明比较，说明本发明中的短柱状脱硫α-高强石膏强度高。
短柱状脱硫α-高强石膏的方法如下：
(1)制备媒晶剂溶液：取0.2公斤氯化钾，兑水溶解制得6公斤媒晶剂溶液；
(2)在反应釜中加水840公斤份，升温至95℃；加入200公斤湿法脱硫石膏和6公斤媒晶剂溶液；
(3)将上述产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
(4)保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
(5)从反应釜中取出物料，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水15％；
(6)将产物取出置入干燥器，温度150℃，干燥15分钟；
(7)将步骤(6)产物取出、冷却、陈化24小时；
(8)将步骤(7)产物置入振动磨中，研磨15分钟，出料，发明产品制成。
本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的脱硫α-高强石膏及实施例5对比例产品的性能测试结果如下表所示：
注：天然α-高强石膏材料价格：4000～5000元/吨。
从上表可以看出，实施例1至实施例4中的短柱状脱硫α-高强石膏的强度远大于对比例5，价格低于天然α-高强石膏。
上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何等同替代、修改和变化，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种短柱状脱硫α－高强石膏，由下列重量比原料组成：
湿法脱硫石膏200份，媒晶剂溶液6份，水840份；
所述短柱状脱硫α－高强石膏的制备方法，步骤如下：
（1）制备媒晶剂溶液：取0.48～1.08重量份的硫酸镁、异丁酸钠及柠檬酸钠中的一种或三种混合物，兑水溶解制得6重量份媒晶剂溶液；
（2）在反应釜中加水840重量份，升温至95℃；加入200重量份湿法脱硫石膏和6重量份媒晶剂溶液；
（3）将步骤（2）产物升温至145℃；反应釜压力升至3kg/cm2；
（4）将步骤（3）产物保温90分钟；然后缓慢放气降压至0.2kg/cm2；
（5）将步骤（4）反应釜中物料取出，置入离心机脱水，每次2分钟，连续三次；同时用热水冲洗，保持离心脱水后物料游离水10～15％；
（6）将步骤（5）产物取出置入干燥器，温度140℃～160℃，干燥15～20分钟；
（7）将步骤（6）产物取出、冷却、陈化24小时；
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Legal Events
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Granted publication date: 20130508 |
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