CN105541391A - 一种利用造纸废液制备的石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用造纸废液制备的石膏板及其制备方法，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏50-80份、废分子筛催化剂20-30份、膨胀珍珠岩15-25份、粉煤灰10-20份、白云石4-8份、硅树脂聚醚乳液0.5-1份、阴离子表面活性剂0.3-0.8份、粘合剂0.2-0.5份、造纸废液33-60份。本发明选用了脱硫石膏、废分子筛催化剂、粉煤灰、造纸废液等多种废弃物，原料来源广泛，成本低廉，各原料配伍合理，协同作用强，在机械性能、导热系数以及阻燃性能等性能参数均大大提高，完全优于市场同类产品，具备较好的市场前景且本发明的制备工艺简单可行，适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用造纸废液制备的石膏板及其制备方法。
背景技术
近年来，石膏板以其质轻、不燃、具有“呼吸”功能等优点而备受用户的青睐，广泛应用于房屋内墙装饰，而现有内墙石膏板强度较低，在运输过程中板材易破碎，安装后墙体易开裂等，给施工带来不便；同时也造成了巨大的损失。虽然现有技术存在加入纤维来对石膏板进行增强，但由于其纤维布设不合理的问题，石膏板的机械强度仍然不能满足许多使用场合的要求。
目前的石膏板大多采用天然石膏为主体，而天然石膏的产量有限，产地也有很大的局限性，致使石膏板的生产地区一般都远离消费地区，必然造成生产成本的增加，而且随着需求的增加，使得天然石膏矿产开采泛滥并面临枯竭，因此，亟需寻求另一种材料来取代天然石膏。
脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO4·2H2O，含量≥93%。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，其加工利用的意义非常重大。它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。而且脱硫石膏的一些性能如：抗折、抗压等，远远优天然石膏，因此是天然石膏的一种最佳替代品。但由于脱硫石膏存在含水量较大、标稠用水量大、颗粒级配差、沁水、容重大等性能上的缺陷，使用时需要进行相应的调整，因此目前脱硫石膏还没有得到很好应用。目前大部分的脱硫石膏还是采用堆积、填埋法处理，对土地、地下水和大气环境造成严重的污染。故如果能够利用脱硫石膏生产石膏板，则可大幅减少天然石膏的开采量，有利于节约能源、节约土地，并为电厂烟气脱硫后的废料处理开辟新路，有利于减少二氧化硫的排放量，保护环境。
分子筛催化剂是石油炼制工艺中将重质烃类裂解为轻质烃类所需用的催化剂。通常使用时分子筛催化剂几经磨损，其表面积逐渐减小，比重减轻，失去原有活性而成为废弃物。经调研了解，仅抚顺石油二厂每年约有500吨废分子筛。分子筛催化剂的主要化学成分为活性氧化铝、二氧化硅。使用一段时间后的废弃的分子筛催化剂催化能力降低，但主要含量没有多大的改变，对这些富含硅铝的废弃物弃之不用，不但造成环境污染而且还是资源的浪费。
目前，造纸行业在生产纸品过程中会排放出大量的废液。由于这些废液中含有大量的碱、木质素及木质纤维素等物质，而这些物质一旦排入河里后，就会严重污染水源及周边环境，进而给人类的生存环境带来一定的危害。为此，造纸行业不得不投放大量的资金、设备及人力来处理净化造纸废液。常规的净化方法一般是采用机械设备或化学试剂等手段来净化造纸废液的，经净化治理后的废液再排入河内。由于其净化工艺复杂，资金、设备及人力投入大，很多小型企业很难承担，为此，很多小型企业不得不忍痛关停，给企业造成了巨大的损失。而对废液里的物质再利用，有的是把废液里的碱提取出来，有的是把废液浓缩后制作成粘接剂，而大多数都是作为废弃物白白浪费掉。
发明内容
本发明的目的在于充分利用现有资源，选用多种工业废料作为生产原料，提供一种工艺简单，成本低廉，密度低、强度高、导热系数低的利用造纸废液制备的石膏板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏50-80份、废分子筛催化剂20-30份、膨胀珍珠岩15-25份、粉煤灰10-20份、白云石4-8份、硅树脂聚醚乳液0.5-1份、阴离子表面活性剂0.3-0.8份、粘合剂0.2-0.5份、造纸废液33-60份。
优选的，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏65份、废分子筛催化剂25份、膨胀珍珠岩20份、粉煤灰15份、白云石6份、硅树脂聚醚乳液0.7份、阴离子表面活性剂0.5份、粘合剂0.4份、造纸废液47份。
进一步地，所述废分子筛催化剂来自催化裂化、加氢裂化、润滑油脱蜡、汽油和柴油的加氢改制中的一种或多种石油化工过程。
进一步地，所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或α-烯基磺酸钠中的一种或多种。
进一步地，所述造纸废液经过漂白预处理。
进一步地，所述粘合剂为改性淀粉、羧甲基纤维素或环氧树脂中的一种或多种。
一种上述利用造纸废液制备的石膏板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按比例称取各原料，将脱硫石膏、废分子筛催化剂、膨胀珍珠岩、粉煤灰、白云石研磨成粉状，混合均匀；（2）将粘合剂、阴离子表面活性剂、硅树脂聚醚乳液混于造纸废液中，搅拌得混合均匀的混合液，将其加入到步骤（1）的混合粉料中，继续搅拌得混合均与的浆料；（3）将上述浆料转运至坯体模具内挤压成型，制得成型坯料；（4）成型20-30小时后脱模，将上述成型板输送至干燥箱，在60-70℃烘干8-12小时，制得成品。
优选的，步骤（1）中将物料研磨至粒径为200-500目的粉状物料。步骤（4）中的成型时间为25小时，烘干温度为65℃，烘干时间为10小时。
本发明具有的优点和积极效果是：
（1）本发明选用了脱硫石膏、废分子筛催化剂、粉煤灰、造纸废液等多种废弃物，充分发挥不同废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的建筑材料，不仅可实现废物的综合利用，变废为宝，还能减少废弃物排放对环境的污染，在处理过程中未添加对环境产生危害的物质，无废水、废渣排放；
（2）本发明提供的石膏板，原料来源广泛，成本低廉；本发明石膏板各原料配伍合理，协同作用强，在机械性能、导热系数以及阻燃性能等性能参数均大大提高，完全优于市场同类产品，具备较好的市场前景且本发明的制备工艺简单可行，适合大规模工业化生产；
（3）本发明采用的大量废分子筛催化剂富含丰富的孔结构，具有颗粒细、质轻、高强度、耐磨、耐高温、保温绝缘、阻燃等多种特性，改善了石膏板的抗压强度和防火保温性能；此外，废分子筛催化剂的使用在石膏板中引入对强度影响不大的大量微气孔，进一步降低矿棉板的容重，提升矿棉板的应用范围；
（4）本发明选用的造纸废液中含有大量的碱、木质素及木质纤维素等物质，其中木质纤维素对防止石膏板开裂、提高保水性、增加强度等有良好的效果，而木质素在造纸废液中主要以木质磺酸盐的形式存在，具有良好的表面活性、分散性、耐热稳定性和高温分散性，可以改善石膏板强度以及防火保温性能；
（5）膨胀珍珠岩内部含有蜂窝状结构，质轻高强，可以改善石膏板耐火保温、节能降噪等方面的性能；本发明所用阴离子表面活性剂不仅能够作为发泡剂使用，还能够降低气-液界面张力，使泡沫体系相对稳定，阻碍了泡沫的接近和聚集，选用硅树脂聚醚乳液，通过改变分子内部排列顺序，使表面活性剂泡与泡之间排列紧密整齐，从而形成致密的内层膜，使得抗压能力特别强,能够控制气泡液膜的结构稳定性，使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，从而达到特别理想的稳泡作用，进而得到孔隙分布均匀的板材。
下面通过实施例对本发明进行具体描述和说明：
实施例1
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏50份、废分子筛催化剂20份、膨胀珍珠岩15份、粉煤灰10份、白云石4份、硅树脂聚醚乳液0.5份、阴离子表面活性剂0.3份、粘合剂0.2份、造纸废液33份。
实施例2
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏80份、废分子筛催化剂30份、膨胀珍珠岩25份、粉煤灰20份、白云石8份、硅树脂聚醚乳液1份、阴离子表面活性剂0.8份、粘合剂0.5份、造纸废液60份。
实施例3
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏65份、废分子筛催化剂25份、膨胀珍珠岩20份、粉煤灰15份、白云石6份、硅树脂聚醚乳液0.7份、阴离子表面活性剂0.5份、粘合剂0.4份、造纸废液47份。其中，所述废分子筛催化剂来自催化裂化，所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠，所述粘合剂为改性淀粉，造纸废液经过漂白预处理。
实施例4
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏65份、废分子筛催化剂25份、膨胀珍珠岩20份、粉煤灰15份、白云石6份、硅树脂聚醚乳液0.7份、阴离子表面活性剂0.5份、粘合剂0.4份、造纸废液47份。其中，所述废分子筛催化剂来自加氢裂化和润滑油脱蜡，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述粘合剂为羧甲基纤维素，造纸废液经过漂白预处理。
实施例5
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏58份、废分子筛催化剂23份、膨胀珍珠岩17份、粉煤灰12份、白云石5份、硅树脂聚醚乳液0.6份、阴离子表面活性剂0.4份、粘合剂0.3份、造纸废液40份。其中，所述废分子筛催化剂来自汽油和柴油的加氢改制，所述阴离子表面活性剂为α-烯基磺酸钠，所述粘合剂为环氧树脂，造纸废液经过漂白预处理。
实施例6
一种利用造纸废液制备的石膏板，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏73份、废分子筛催化剂28份、膨胀珍珠岩23份、粉煤灰17份、白云石7份、硅树脂聚醚乳液0.9份、阴离子表面活性剂0.7份、粘合剂0.45份、造纸废液53份。其中，所述废分子筛催化剂来自汽油和柴油的加氢改制，所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠和α-烯基磺酸钠，所述粘合剂为改性淀粉和环氧树脂，造纸废液经过漂白预处理。
上述实施例中没有特别说明的，废分子筛催化剂可以来自任何使用分子筛催化剂的工艺过程，阴离子表面活性剂、粘合剂均为建筑材料领域常规助剂，造纸废液可以不经过漂白处理。以下是实施例1-6中利用造纸废液制备的石膏板的制备方法为：
（1）按比例称取各原料，将脱硫石膏、废分子筛催化剂、膨胀珍珠岩、粉煤灰、白云石研磨成粉状，混合均匀；（2）将粘合剂、阴离子表面活性剂、硅树脂聚醚乳液混于（经过漂白预处理的）造纸废液中，搅拌得混合均匀的混合液，将其加入到步骤（1）的混合粉料中，继续搅拌得混合均与的浆料；（3）将上述浆料转运至坯体模具内挤压成型，制得成型坯料；（4）成型25小时后脱模，将上述成型板输送至干燥箱，在65℃烘干10小时，制得成品。
表1利用造纸废液制备的石膏板的主要性能指标检测结果
Claims (9)
1.一种利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏50-80份、废分子筛催化剂20-30份、膨胀珍珠岩15-25份、粉煤灰10-20份、白云石4-8份、硅树脂聚醚乳液0.5-1份、阴离子表面活性剂0.3-0.8份、粘合剂0.2-0.5份、造纸废液33-60份。
2.根据权利要求1所述的利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：脱硫石膏65份、废分子筛催化剂25份、膨胀珍珠岩20份、粉煤灰15份、白云石6份、硅树脂聚醚乳液0.7份、阴离子表面活性剂0.5份、粘合剂0.4份、造纸废液47份。
3.根据权利要求1所述的利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，所述废分子筛催化剂来自催化裂化、加氢裂化、润滑油脱蜡、汽油和柴油的加氢改制中的一种或多种石油化工过程。
4.根据权利要求1所述的利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或α-烯基磺酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，所述造纸废液经过漂白预处理。
6.根据权利要求1所述的利用造纸废液制备的石膏板，其特征在于，所述粘合剂为改性淀粉、羧甲基纤维素或环氧树脂中的一种或多种。
7.一种权利要求1-6任一项所述利用造纸废液制备的石膏板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按比例称取各原料，将脱硫石膏、废分子筛催化剂、膨胀珍珠岩、粉煤灰、白云石研磨成粉状，混合均匀；（2）将粘合剂、阴离子表面活性剂、硅树脂聚醚乳液混于造纸废液中，搅拌得混合均匀的混合液，将其加入到步骤（1）的混合粉料中，继续搅拌得混合均与的浆料；（3）将上述浆料转运至坯体模具内挤压成型，制得成型坯料；（4）成型20-30小时后脱模，将上述成型板输送至干燥箱，在60-70℃烘干8-12小时，制得成品。
8.根据权利要求7所述的利用造纸废液制备的石膏板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中将物料研磨至粒径为200-500目的粉状物料。
9.根据权利要求7所述的利用造纸废液制备的石膏板的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的成型时间为25小时，烘干温度为65℃，烘干时间为10小时。
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