CN104310830A - 一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：(1)将磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，于130～150℃、99.0KPa～100.2KPa压力，煅烧2.5～3.5小时；(2)将步骤(1)煅烧后的物料破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；(3)将步骤(2)得到的物料常温下，密闭陈化3～5天，将陈化后的物料破碎至不同粒径等级，粒径在75～125微米之间，不同粒径产品进行级配混合，即得。本发明在99.0KPa～100.2KPa负压条件下煅烧，能耗小，制得的产品性能指标高，稳定性强，性价比高：白度≥94、半水硫酸钙含量≥92％、放射性指标低、2小时湿抗折强度最高可达4.0Mpa。
Description
技术领域
本发明属于建材生产和环境治理领域，涉及一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法。
背景技术
磷石膏是磷肥和磷化工等工业生产过程中排放的工业废渣，它的堆积不仅占用了大量土地，而且还污染环境。众多研究人员和工程技术人员对磷石膏应用处理进行了广泛的研究，但其杂质含量高、种类多，呈酸性，性能不稳定，为其应用带来了较大的限制，经过处理后主要用于加工水泥缓凝剂、石膏砌块、石膏板等低端建筑用品，经济效益相对较低。
当前，磷石膏加工成半水石膏粉的主要方法有煅烧法与高温闪烧法。煅烧法是当前利用磷石膏生产半水石膏粉的主要方法，该法不用水洗，避免了水资源的浪费和二次污染，但一般需要相当比例的改性剂或其他添加物料，这些物料或属于有效资源，或受地域条件和运输条件的限制，不仅增加了产品的成本，也对其生产带来限制。
中国专利文献CN 102390942A(申请号201110234372.7)公布了一种用磷石膏生产建筑石膏粉的方法，包括磷石膏煅烧、过筛、冷却工序，所述磷石膏煅烧是在三种温度下依次连续进行，即在500～750℃煅烧2～4分钟、在300～450℃煅烧2～4分钟、在140～250℃煅烧2～4分钟。但是，上述方法煅烧温度高，能耗较高，对磷石膏的改性没有起到很好的效果，经济效益不明显，难以大规模进行利用。
近几年又出现了高温闪烧法(“固体废弃物在城镇房屋建筑材料的应用研究——中国硅酸盐学会房建材料分会2006年学术年会论文集”，段庆奎等，2006年，313-321)，其特点是物料在窑内高温状态下急速通过，磷石膏脱水生成半水石膏粉，经急速冷却形成β石膏粉。该法的缺点：(1)煅烧温度高，能耗大；(2)是生产工艺中温度控制较为困难，产品质量不稳定，应用受到限制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明主要提供一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法。
本发明的技术方案如下：
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，于130～150℃、99.0KPa～100.2KPa绝对压力，煅烧2.5～3.5小时；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料常温下，密闭陈化3～5天，将陈化后的物料破碎至不同粒径等级，粒径在75～125微米之间，不同粒径产品进行级配混合，即得。
根据本发明，优选的，步骤(1)中烘干温度为130～160℃。烘干之前可将磷石膏打散、除杂。
根据本发明，优选的，步骤(1)中煅烧在FC-分室煅烧炉中进行，最高温度为130～150℃，出口物料温度为110～130℃，FC-分室煅烧炉的炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa。
根据本发明，优选的，步骤(2)煅烧后的物料破碎采用鼠笼式破碎机。
根据本发明，优选的，步骤(3)陈化后的物料破碎采用齿爪式破碎机。
本发明所用磷石膏为硝基磷肥生产过程中的副产物。常规的，在硝酸分解磷矿后，用助滤剂净化粗酸解液中的酸不溶物及有机浮游物，然后在净化后的酸解液中加入硫酸盐或硫酸脱钙，即得副产磷石膏。
本发明具有以下的优点和有益效果：
1、本发明在99.0KPa～100.2KPa绝对压力条件下煅烧，煅烧温度低，最高温度为130～150℃，能耗小，对设备损耗小。
2、本发明的煅烧可在FC-分室煅烧炉中进行，以热烟气为热源的同时还避免了烟气中的灰尘、二氧化硫等杂质进入石膏产品，从而保证了磷石膏产品的白度和指标稳定性。
3、本发明生产过程采用二级破碎装置进行破碎，能够将成品粒径破碎低至75微米，且能通过灵活调整得到不同粒径等级的β-石膏粉。
4、本发明使用的原料种类少，除磷石膏外无其他有效资源的消耗，且整体工艺设计简单，易于实现工业化。
5、本发明制得的产品性能指标高，稳定性强，性价比高：白度≥94、半水硫酸钙含量≥92％、放射性指标低、2小时湿抗折强度最高可达4.0Mpa，可广泛应用对原材料杂质含量、白度及放射性要求严格的高档石膏装饰材料，大大提高了β-石膏粉的经济效益。
6、本发明制得的产品各项指标也可根据产品粒度实施级配调整从而灵活改变。如产品抗折强度可控范围为2.5～4.0MPa、初凝时间可控范围为4～13分钟，可以适应不同使用领域和不同使用方法的要求。
7、本发明以生产肥料的废弃物磷石膏为原料，实现磷石膏废弃资源的再利用，减轻磷石膏对环境的污染，具有极大的社会效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用磷石膏为硝基磷肥生产过程中的副产物，可参见中国专利文献CN201110022231.9、CN201110022204.1、CN201110022191.8。
实施例中所用磷石膏的指标如下：
实施例中所用设备均为常规设备，其中：FC-分室煅烧炉，上海世邦机器有限公司有售。
实施例1
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将常温下表面含水质量含量≤25％的磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，送入FC-分室煅烧炉中煅烧2.5小时，煅烧炉内最高温度130℃，出口物料温度为110℃，FC-分室煅烧炉炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料采用一级破碎装置破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料送入密闭陈化仓，常温下密闭陈化3天，将陈化后的物料采用二级破碎装置进行破碎，将粒度等级为106微米(筛余量≤3.00％)的物料与粒度等级为95微米(筛余量≤3.00％)的物料按质量比1：3进行级配调整，包装，即得；
一级破碎装置为鼠笼式破碎机，二级破碎装置为齿爪式破碎机。
取本批产品按照国家标准GB/T 17669-1999，进行指标检测，所得石膏粉的指标如下：
实施例2
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将常温下表面含水质量含量≤25％的磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，送入FC-分室煅烧炉中煅烧2.8小时，煅烧炉内最高温度135℃，出口物料温度为115℃，FC-分室煅烧炉炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料采用一级破碎装置破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料送入密闭陈化仓，常温下密闭陈化4天，将陈化后的物料采用二级破碎装置进行破碎，将粒度等级为112微米(筛余量≤3.00％)的物料与粒度等级为90微米(筛余量≤3.00％)的物料按质量比1：5进行级配调整，包装，即得；
一级破碎装置为鼠笼式破碎机，二级破碎装置为齿爪式破碎机。
取本批产品按照国家标准GB/T 17669-1999，进行指标检测，所得石膏粉的指标如下：
实施例3
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将常温下表面含水质量含量≤25％的磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，送入FC-分室煅烧炉中煅烧3小时，煅烧炉内最高温度140℃，出口物料温度为120℃，FC-分室煅烧炉炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料采用一级破碎装置破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料送入密闭陈化仓，常温下密闭陈化5天，将陈化后的物料采用二级破碎装置进行破碎，将粒度等级为120微米(筛余量≤3.00％)的物料与粒度等级为110微米(筛余量≤3.00％)的物料按质量比1：9进行级配调整，包装，即得；
一级破碎装置为鼠笼式破碎机，二级破碎装置为齿爪式破碎机。
取本批产品按照国家标准GB/T 17669-1999，进行指标检测，所得石膏粉的指标如下：
实施例4
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将常温下表面含水质量含量≤25％的磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，送入FC-分室煅烧炉中煅烧2.5小时，煅烧炉内最高温度145℃，出口物料温度为125℃，FC-分室煅烧炉炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料采用一级破碎装置破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料送入密闭陈化仓，常温下密闭陈化4天，将陈化后的物料采用二级破碎装置进行破碎，将粒度等级为125微米(筛余量≤3.00％)的物料与粒度等级为90微米(筛余量≤3.00％)的物料按质量比1：4进行级配调整，包装，即得；
一级破碎装置为鼠笼式破碎机，二级破碎装置为齿爪式破碎机。
取本批产品按照国家标准GB/T 17669-1999，进行指标检测，所得石膏粉的指标如下：
实施例5
一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将常温下表面含水质量含量≤25％的磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，送入FC-分室煅烧炉中煅烧3.5小时，煅烧炉内最高温度150℃，出口物料温度为130℃，FC-分室煅烧炉炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料采用一级破碎装置破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料送入密闭陈化仓，常温下密闭陈化4天，将陈化后的物料采用二级破碎装置进行破碎，将粒度等级为90微米(筛余量≤3.00％)的物料与粒度等级为75微米(筛余量≤3.00％)的物料按质量比1：7进行级配调整，包装，即得；
一级破碎装置为鼠笼式破碎机，二级破碎装置为齿爪式破碎机。
取本批产品按照国家标准GB/T 17669-1999，进行指标检测，所得石膏粉的指标如下：
Claims (5)
1.一种用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，步骤如下：
(1)将磷石膏烘干至游离水质量含量≤3％，于130～150℃、99.0KPa～100.2KPa绝对压力，煅烧2.5～3.5小时；
(2)将步骤(1)煅烧后的物料破碎至粒径≤125微米，筛余≤3.00％；
(3)将步骤(2)得到的物料常温下，密闭陈化3～5天，将陈化后的物料破碎至不同粒径等级，粒径在75～125微米之间，不同粒径产品进行级配混合，即得。
2.根据权利要求1所述的用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，其特征在于，步骤(1)中烘干温度为130～160℃。
3.根据权利要求1所述的用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，其特征在于，步骤(1)中煅烧在FC-分室煅烧炉中进行，最高温度为130～150℃，出口物料温度为110～130℃，FC-分室煅烧炉的炉顶绝对压力为99.0KPa～100.2KPa。
4.根据权利要求1所述的用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，其特征在于，步骤(2)煅烧后的物料破碎采用鼠笼式破碎机。
5.根据权利要求1所述的用磷石膏生产β-高纯石膏粉的方法，其特征在于，步骤(3)陈化后的物料破碎采用齿爪式破碎机。
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