CN104386932A - 一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法 - Google Patents

一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法 Download PDF

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Abstract

一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,属于建筑材料领域。将一定量的脱硫石膏与浓度为15%的NaCl溶液配制成浓度为20%的料浆,再加入总量为料浆总量0.1%的复合转晶剂,搅拌均匀,加入高压反应釜中,加热至140℃,恒温4小时,经过抽滤、干燥得到α-型高强石膏粉。将该α-型高强石膏粉调至标准稠度,常温下凝结,初凝时间大于3min,终凝时间小于30min,得到α-型高强石膏制品,其白度值大于82,并具有很强的抗弯,抗压强度,符合国标要求。本方法面向球团烟气脱硫石膏领域,攻克其资源化利用的关键技术,研究利用脱硫石膏制备高附加值α-型高强石膏产品,大量消纳废弃石膏资源,实现脱硫石膏整体利用,节能减排。

Description

一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法
技术领域
本发明属于石膏材料制备领域,具体涉及一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法。 
背景技术
α-型高强石膏具有晶型完整、晶粒大、强度高等特点。国外的实践表明,由二水脱硫石膏生产的α-型高强石膏可用于加工自流平石膏地面;生产特种石膏用在石膏板隔墙的嵌缝工程中;还可在建筑工程中作天花板,以改善隔热保温、隔声性能,增进居住的舒适性。除此之外,α-型高强石膏石膏还能应用在机房或人流量大的公共建筑场所作双层地板,这种地板的强度高。 
随着工业技术的发展和人们环保意识的增强,过去视为废弃物的球团烟气脱硫石膏正在越来越广泛地用于工业原料。目前利用脱硫石膏生产建筑材料已形成一定规模,用于水泥辅料的生产也进入工业化,而用于充填尾砂胶结剂也具有一定的发展潜力。脱硫石膏的综合利用既有利于烟气脱硫技术的推广应用,也有利于减少脱硫副产物堆放所带来的二次污染及占地,因此,可以预料在不久的将来,脱硫石膏将被视为真正意义上的工业原料。 
目前,关于α-型半水石膏的形成机理尚无定论,多数研究者认为是按溶解析晶机制形成,即二水石膏在一些介质中进行热处理时,给予适当的反应条件,二水石膏的晶格中会脱掉一个半分子的结晶水,从而形成半水石膏雏晶,生成的雏晶很快就溶解在了液相中,当液相中的半水石膏浓度达到相对过饱和时,半水石膏迅速结晶,析出致密的结晶粗大的α-型半水石膏晶体。而到目前为止,国内外生产α-型高强石膏的方法主要有三种;一是加压水蒸气法,二是加压水溶液法,三是常压盐溶液法。这三种方法使用的原料大都为天然石膏,而天然石膏杂质在水化时一般不能参加反应,在一定程度上使天然石膏性能不及球团烟气脱硫石 膏。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,提高二水石膏转化为α-半水脱硫石膏的速率与转化率。 
一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,其特征在于:以NaCl溶液为介质,添加复合转晶剂,脱硫石膏在高压反应釜中进行高温反应,后经抽滤,干燥得到α-型高强石膏。其中,脱硫石膏在高压反应釜中进行高温反应的温度为130℃~140℃、反应时间为3.5~4小时、干燥时间为3小时。 
上述球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,是将一定量的脱硫石膏与浓度为15%的NaCl溶液配制成浓度为20%的料浆,再加入总量为料浆总量0.1%的复合转晶剂,搅拌均匀,加入高压反应釜中,加热至140℃,恒温4小时,经过抽滤、干燥、研磨得到α-型高强石膏粉,加水调至标准稠度,常温下凝结,初凝时间大于3min,终凝时间小于30min,得到α-型高强石膏制品,其白度值大于82。 
所述复合转晶剂的为十二烷基苯磺酸钠、丁二酸。 
所述α-型高强石膏,其制品的抗压强度大于30MPa,抗弯强度大于4.0MPa。 
球团烟气脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙,颜色微黄,其酸碱度与天然石膏相当,呈中性或略偏碱。球团烟气脱硫石膏与天然石膏相比有以下不同:含水率较高;粒度较小,成粉状。烟气脱硫工艺决定了脱硫石膏的性质,其特点是纯度高,成分稳定(如表1),游离水份约10%,粒度小,粉状,含较多的水溶性盐。一般根据燃烧的煤种和烟气除尘效果不同,球团烟气脱硫石膏从外观上呈现不同的颜色,常见颜色是灰黄色或灰白色,灰色主要是由于烟尘中未燃尽的碳质量分数较高的缘故,并含有少量碳酸钙颗粒。天然石膏与之相比,呈粉状,化学成分与脱硫石膏相差不大,杂质主要以粘土类矿物为主。 
表1球团烟气脱硫石膏与天然石膏成分对比 
球团烟气脱硫石膏与天然石膏在化学组成上相差不大,品位相当,而天然石膏的杂质以粘土矿物为主,在磨细后颗粒较人,一般在140μm左右。在杂质含星相同情况下,就脱硫石膏而言没有参加反应的碳酸钙颗粒一部分以石灰石颗粒形态单独存在,另一部分以核形式存在于二水硫酸钙中心,这就增加了有效参与水化反应的硫酸钙颗粒数量,使其有效组分高于大然石膏。 
本发明制备α-型高强石膏方法的优点在于:使用NaCl溶液做为介质,增大二水石膏与α-半水脱硫石膏的溶解度差,使α-半水脱硫石膏能够更加顺利结晶析出,且在高温高压密闭容器下,二水石膏转化为α-半水脱硫石膏的速率与转化率升高,复合转晶剂的添加使得析出的晶体的形貌更加接近理想状态,从而获得高强度的α-半水脱硫石膏。 
具体实施方式
实施列一: 
配制料浆组成如下表: 
单位:wt% 
首先按上表组成进行配料、混合、装入高压反应釜内,放入已升温至140℃ 的烘箱内,反应4小时; 
然后将料浆取出,趁热抽滤,继续放入55℃的鼓风干燥烘箱内,干燥至恒重,得到α-型高强石膏块,放入研磨钵中研磨,得到α-型高强石膏粉末,将得到的α-型高强石膏粉末与水调制标准稠度,倒入标准试件中,待料浆终凝,可得到本发明所述的α-型高强石膏。 
实施列二: 
配制料浆组成如下表: 
单位:wt% 
首先按上表组成进行配料、混合、装入高压反应釜内,放入已升温至130℃的烘箱内,反应3.5小时; 
然后将料浆取出,趁热抽滤,继续放入55℃的鼓风干燥烘箱内,干燥至恒重,得到α-型高强石膏块,放入研磨钵中研磨,得到α-型高强石膏粉末,将得到的α-型高强石膏粉末与水调制标准稠度,倒入标准试件中,待料浆终凝,可得到本发明所述的α-型高强石膏。 
实施列三: 
配制料浆组成如下表: 
单位:wt% 
首先按上表组成进行配料、混合、装入高压反应釜内,放入已升温至140℃的烘箱内,反应4小时; 
然后将料浆取出,趁热抽滤,继续放入55℃的鼓风干燥烘箱内,干燥至恒重,得到α-型高强石膏块,放入研磨钵中研磨,得到α-型高强石膏粉末,将得到的α-型高强石膏粉末与水调制标准稠度,倒入标准试件中,待料浆终凝,可得到本发明所述的α-型高强石膏。 
实施列四: 
配制料浆组成如下表: 
单位:wt% 
首先按上表组成进行配料、混合、装入高压反应釜内,放入已升温至140℃的烘箱内,反应4小时; 
然后将料浆取出,趁热抽滤,继续放入55℃的鼓风干燥烘箱内,干燥至恒重,得到α-型高强石膏块,放入研磨钵中研磨,得到α-型高强石膏粉末,将得到的α-型高强石膏粉末与水调制标准稠度,倒入标准试件中,待料浆终凝,可得到本发明所述的α-型高强石膏。 
上述α-型高强石膏抗压强度大于30MPa,抗弯强度大于4.0MPa。 
上述α-型高强石膏的白度值大于82。 

Claims (4)

1.一种使用球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,其特征在于:以NaCl溶液为介质,添加复合转晶剂,脱硫石膏在高压反应釜中进行高温反应,后经抽滤,干燥得到α-型高强石膏;其中,脱硫石膏在高压反应釜中进行高温反应的温度为130℃~140℃、反应时间为3.5~4小时、干燥时间为3小时。
2.根据权利要求1所述球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,其特征在于:是将一定量的脱硫石膏与浓度为15%的NaCl溶液配制成浓度为20%的料浆,再加入总量为料浆总量0.1%的复合转晶剂,搅拌均匀,加入高压反应釜中,加热至140℃,恒温4小时,经过抽滤、干燥、研磨得到α-型高强石膏粉,加水调至标准稠度,常温下凝结,初凝时间大于3min,终凝时间小于30min,得到α-型高强石膏制品,其白度值大于82。
3.根据权利要求2所述球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,其特征在于:所述复合转晶剂的为十二烷基苯磺酸钠、丁二酸。
4.根据权利要求2所述球团烟气脱硫石膏制备α-型高强石膏的方法,其特征在于:所述α-型高强石膏制品的抗压强度大于30MPa,抗弯强度大于4.0MPa。
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