CN103626410B

CN103626410B - 一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏及制备方法

Info

Publication number: CN103626410B
Application number: CN201210305940.2A
Authority: CN
Inventors: 徐松梅; 付立军; 陈建武
Original assignee: HUNAN NONFERROUS ENVIRONMENTAL PROTECTION BUILDING MATERIALS Co Ltd
Current assignee: HUNAN NONFERROUS ENVIRONMENTAL PROTECTION BUILDING MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: CN103626410A

Abstract

一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，其特征在于：包括由以下重量百分比的物料制备：氟石膏粉50~99%，活性掺料0~40%，含硅压力渣0~20%，碱性激发剂0.5-20%，硫酸盐激发剂0.2~5%，增粘剂0.1%~1%，保水剂0.05%~0.5%。本发明原料易得，生产工艺和设备简单，成本低廉，具有呼吸功能；施工时直接以冷水调配，可机械喷涂、滚涂、刷涂；遮盖力强、可薄涂；连结牢固，不掉粉，具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。

Description

一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏及制备方法

技术领域

本发明涉及建材生产技术领域，具体涉及一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏及制备方法。

背景技术

目前，目前我国的氟化工企业每年排出的氟石膏废渣总量约250万吨左右，此外还排放了大量的含硅压力渣、含铁压力渣等。其中氟石膏废渣除少量用作水泥添加剂外，大部分氟石膏废渣和其他的含硅压力渣等采取堆场堆积、铺路或填埋的方法处理，既浪费资源和场地，又污染环境。

石膏是一种无毒、无害、健康型材料，具有呼吸的生态功能，能调节室内湿度，其优越的性能越来越受到人们的关注，利用石膏制备各种墙体材料的技术在国内外都已经非常成熟，粉刷石膏就是其中一种应用较为普遍的石膏建筑材料。粉刷石膏具有快硬、早强、粘结力强、不开裂、不掉粉、光滑、美观等一系列优点，同时还具有吸湿、吸音、防火、隔热等生态功能，是一种高效节能、绿色环保型建筑装饰装修内墙抹灰材料，已普遍受到社会各界的欢迎。

传统粉刷石膏大多数是将二水石膏煅烧成半水石膏，再添加缓凝剂和保水剂制成粉刷石膏，或者是将二水石膏煅烧成无水石膏再添加保水剂、激发剂制成粉刷石膏。这种工艺，由于增加了煅烧环节，能耗高，其机理都是由半水石膏或无水石膏水化生成二水石膏产生强度，但是二水石膏溶解度大，强度低、耐水性差（软化系数低，通常在0.2～0.3左右），致使石膏制品的性能达不到要求。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏及制备方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明利用氟化工废渣中的氟石膏、超细矿渣等矿物粉末为主要原料，利用无机物之间的化学反应产生较高强度，通过添加保水剂、碱性激发剂、硫酸盐激发剂、增粘剂、白色填料等，制备出一种高强度高耐水性的生态粉刷石膏。

氟化工废渣是指在生产氢氟酸、氟钛酸钾、六氟铝酸钠（冰晶石）过程中排放的废渣，主要为氟石膏（生产氢氟酸过程中的排渣）、含铁压滤渣（生产氟钛酸钾过程中的排渣）、含硅压滤渣（生产六氟铝酸钠过程中的排渣）。

一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，包括由以下重量百分比的物料制备：

氟石膏粉50~99%，

活性掺料0~40%，

含硅压力渣0~20%，

碱性激发剂0.5-20%，

硫酸盐激发剂0.2~5%，

增粘剂0.1%~1%，

保水剂0.05%~0.5%。

所述氟石膏粉为氟化工生产过程中排放的无水氟石膏。氟化工排放的氟石膏已经过中和除酸处理，对人体不会造成伤害，放射性也符合国家限量标准，且排放的氟石膏为无水石膏，无需煅烧，实为一大宝贵资源。

所述含硅压力渣为氟化工排放的含硅压力渣，含硅压力渣白度高，其主要成份为二氧化硅，含量可达70%以上，经除酸去湿后是一种优质的白色填料。

作为一种改进，所述活性掺料为水淬矿渣粉，市场上有售。

作为一种改进，所述碱性激发剂为生石灰、熟石灰、硅酸盐水泥和白水泥中的一种或几种。

作为一种改进，所述硫酸盐激发剂为Na₂SO₄、NaHSO₄、K₂SO₄、KHSO₄、CuSO₄、FeSO₄、ZnSO₄、KAl(SO₄)₂﹒12H₂O中的一种或几种。

作为一种改进，所述增粘剂为聚乙烯醇微粉或建筑熟胶粉，例如市场销售的PVA24-88型聚乙烯醇微粉。

作为一种改进，所述保水剂为甲基纤维素（MC）、甲基羟乙基纤维素醚（MHEC）、羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）中的一种或几种，市场均有销售。

作为优选的技术方案，一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，包括由以下重量百分比的物料制备：

细度≥120目的无水氟石膏50~99%，

细度≥120目的水淬矿渣粉0~40%，

细度≥200目、白度≥85的含硅压力渣0~20%，

42.5级或52.5级的硅酸盐水泥0~10%，

细度为≥200目、氧化钙含量≥65%的生石灰0.5-10%，

细度为≥80目的工业级Na₂SO₄0.1~2.5%，

细度为≥80目的工业级K₂SO₄0.1~2.5%，

细度≥120目的聚乙烯醇微粉0.1%~1%，

细度≥120目的保水剂0.05%~0.5%。

一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏的制备方法，包括如下步骤：

将上述各原料配合料放入高效斜式球磨机中，充分搅拌、粉磨至细度为120目～300目，即得氟石膏粉刷料干粉。

本发明提供的高强耐水型粉刷石膏在使用时为了降低粉刷成本，提高和易性和施工性，可外掺石英砂：50%~300%（以氟石膏粉刷料干粉质量计量）；做保温层时，可外掺膨胀珍珠岩或玻化微珠50%~100%（以氟石膏粉刷料干粉体积计量）。干粉料拌集料（石英砂或膨胀珍珠岩、玻化微珠）加适量水充分调和即可应用。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明主要利用氟石膏为基料，掺入部分活性掺料，通过添加激发剂、保水剂制成一种低成本、能调节室内湿度的生态粉刷石膏。

本发明直接利用氟化工排放的无水氟石膏，利用材料的复合技术，适当添加水硬性材料和其他外加剂，使该胶凝材料兼具气硬、水硬特性，生成C–S–H凝胶，阻止二水石膏与水直接接触发生溶解，减少材料中的大孔和贯通孔，结构十分致密，进而提高石膏基复合胶凝材料的耐水性能。

本发明原料易得，生产工艺和设备简单，成本低廉，具有呼吸功能；施工时直接以冷水调配，可机械喷涂、滚涂、刷涂；遮盖力强、可薄涂；连结牢固，不掉粉，具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

以制备100kg高强耐水型粉刷石膏为例，按规定原料配方称量配比，各原料的用量如下：

细度150目的无水氟石膏70kg，

细度120目的水淬矿渣粉20kg，

细度210目、白度90的含硅压力渣5kg，

42.5级的硅酸盐水泥3kg，

细度为210目、氧化钙含量65%的生石灰1，

细度为90目的工业级Na₂SO₄0.4kg，

细度为90目的工业级K₂SO₄0.3kg，

细度150目的聚乙烯醇微粉0.2kg，

细度130目的甲基纤维素0.1kg。

将上述各原料配合料放入高效斜式球磨机中，充分搅拌、粉磨至细度为120目，即得氟石膏粉刷料干粉。

使用时加入适量水充分调和后即可应用。

实施例2

氟石膏粉：50kg

水淬矿渣粉：27kg

含硅压力渣：10kg

普通硅酸盐水泥：10kg

生石灰：1.7kg

硫酸钠0.2kg

硫酸钾0.6kg

聚乙烯醇微粉：0.3kg

甲基纤维素：0.2kg

将上述各原料配合料放入高效斜式球磨机中，充分搅拌、粉磨至细度为150目，即得氟石膏粉刷料干粉。

使用时，外掺石英砂150%（以氟石膏粉刷料干粉质量计量）。

实施例3

氟石膏粉：60kg

水淬矿渣粉：20kg

含硅压力渣：10kg

普通硅酸盐水泥：7kg

生石灰：1.7kg

硫酸钠0.4kg

硫酸钾0.5kg

聚乙烯醇微粉：0.3kg

甲基纤维素：0.1kg

将上述各原料配合料放入高效斜式球磨机中，充分搅拌、粉磨至细度为300目，即得氟石膏粉刷料干粉。

使用时，外掺膨胀珍珠岩50%~100%（以氟石膏粉刷料干粉体积计量）。

实施例4

本实施例以制备100kg氟石膏粉刷料干粉为例，按规定原料配方称量配比，各原料的用量如下：

氟石膏粉：96kg

生石灰：2kg

硫酸钠0.8kg

硫酸钾0.5kg

聚乙烯醇微粉：0.3kg

甲基纤维素：0.2kg

羧甲基纤维素：0.2kg

根据《粉刷石膏》（JC/T517-2004）的技术指标和测试方法，分别对实施例中所制得氟石膏粉刷砂浆干粉进行施工性、凝结时间、抗压强度、抗折强度等各项性能测试。其测试结果如下表所示。

氟石膏粉刷料性能测试结果

测试项目	JC/T517-2004标准	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						可操作时间（min）	≥30	52	68	62	70
初凝时间（h）	≥1	1.5	1.5	1.4	1.92
						终凝时间（h）	≤8	2.6	2.94	3.1	3.8
抗折强度（MPa）	≥3.0	6.0	7.4	6.0	5.3
						抗压强度（MPa）	≥6.0	31.2	30.5	28.7	26.3
剪切粘结强度（MPa）	≥0.4	1.61	1.32	0.90	0.82
						表观	—	无裂纹，不掉粉	无裂纹，不掉粉	无裂纹，不掉粉	无裂纹，不掉粉
软化系数	—	0.94	0.96	0.91	0.90

从以上检测结果可知：

本发明所述氟石膏粉刷料具有良好的施工性，抗折、抗压强度高，软化系数高，耐水性能优异，远远超过建材行业粉刷石膏标准，是一种高强耐水型粉刷石膏。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，其特征在于：由以下重量百分比的物料制备：

氟石膏粉50~99%，所述氟石膏粉为氟化工生产氢氟酸过程中排放的无水氟石膏，且该无水氟石膏经过中和除酸处理，无需煅烧；

水淬矿渣粉不超过40%，

含硅压滤渣不超过20%，所述含硅压滤渣为氟化工生产六氟铝酸钠过程中的排渣经除酸去湿后得到的白色填料，其主要成份为二氧化硅，含量达70%以上；

碱性激发剂0.5-20%，其中含硅酸盐水泥0~10%和生石灰0.5-10%，所述硅酸盐水泥为42.5级或52.5级，所述生石灰的细度为≥200目、氧化钙含量≥65%；

硫酸盐激发剂0.2~5%，其中含Na₂SO₄0.1~2.5%和K₂SO₄0.1~2.5%，所述Na₂SO₄为细度为≥80目的工业级Na₂SO₄，所述K₂SO₄为细度为≥80目的工业级K₂SO₄；

增粘剂聚乙烯醇微粉0.1%~1%，

保水剂0.05%~0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，其特征在于：所述保水剂为甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的一种氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏，其特征在于：由以下重量百分比的物料制备：

细度≥120目的无水氟石膏50~99%，

细度≥120目的水淬矿渣粉0~40%，

细度≥200目、白度≥85的含硅压滤渣0~20%，

42.5级或52.5级的硅酸盐水泥0~10%，

细度为≥200目、氧化钙含量≥65%的生石灰0.5-10%，

细度为≥80目的工业级Na₂SO₄0.1~2.5%，

细度为≥80目的工业级K₂SO₄0.1~2.5%，

细度≥120目的聚乙烯醇微粉0.1%~1%，

细度≥120目的保水剂0.05%~0.5%。

4.一种如权利要求1所述的氟化工废渣制备的高强耐水型粉刷石膏的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将各原料配合料放入高效斜式球磨机中，充分搅拌、粉磨至细度为120目～300目，即得氟石膏粉刷料干粉。