CN109133688A - 一种磷石膏的预处理方法和一种纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种磷石膏的预处理方法和一种利用所述方法预处理的磷石膏制备的纸面石膏板。所述方法包括：在140～180℃下煅烧磷石膏，球磨，得到半水磷石膏；将所述半水磷石膏与聚合硫酸铁按重量比100:0.1～5混合，搅拌即可；制备所述纸面石膏板的原料包括，100重量份磷石膏，0.3～1重量份粘结剂，0.1～5重量份聚合硫酸铁，0.1～1重量份防水剂，0.04～0.15重量份发泡剂和65～75重量份水。通过本申请的预处理方法可以有效拦截磷石膏中的钾、钠等碱金属离子的迁移，从而使磷石膏与石膏板护面纸之间的粘结性能得到极大改善，生产出质量合格的纸面石膏板。

Description

一种磷石膏的预处理方法和一种纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于新型建筑材料领域，具体涉及但不限于一种磷石膏的预处理方法，一种包括经所述预方法预处理的磷石膏的纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
磷石膏是磷酸、磷肥产业的副产物。2013年我国的磷石膏年产量已达到了约7000万吨，而其利用率才仅有27％。磷石膏的堆积不仅占用了大量的土地资源，而且对周边的大气、土壤、水系及人文环境造成了一定的危害，因此磷石膏的综合利用迫在眉睫。
磷石膏中二水硫酸钙的含量较高，一般为90％左右，从理论上讲，磷石膏应该可以代替脱硫石膏或天然石膏来生产纸面石膏板。但由于磷石膏中的杂质含量高，特别是钾、钠等碱金属离子的含量较高，导致难以利用磷石膏生产纸面石膏板。当磷石膏中K2O和Na2O的总重量达0.1％(干基)以上时，如果直接利用其生产纸面石膏板，磷石膏中的钾、钠等碱金属离子在后续的干燥过程中会迁移至石膏表面，出现石膏表面“泛霜”现象，使得石膏失去粘纸功能，一般称这种磷石膏为高碱金属含量的磷石膏。
现有的纸面石膏板生产企业在利用高碱金属含量的磷石膏时，一般需要对高碱金属含量的磷石膏进行预处理，将磷石膏以水再浆，使可溶性的碱金属离子(钾、钠离子)进入水相，通过水浆旋流分离、过滤，去除绝大部分的可溶性的碱金属离子，解决表面“泛霜”现象，从而解决高碱金属含量的磷石膏不能用于生产纸面石膏板的问题。但是该预处理方法的工艺流程长，投资大，运行成本较高，且水洗后带来废水处理上的难题，同时经水洗后的二水磷石膏的游离水含量增加，对后续工段的石膏炒制不利，因为将二水石膏炒制成半水石膏时，游离水增加将直接导致能耗的增加，成本随之上升。由于上述问题，很多纸面石膏板生产企业只得放弃利用高碱金属含量的磷石膏。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种成本低且不会产生废水的磷石膏预处理方法。利用该方法处理后的磷石膏中的钾、钠等碱金属离子的迁移得到抑制，从而使磷石膏与石膏板护面纸之间的粘结性能得到极大改善，生产出质量合格的纸面石膏板。
具体地，本申请提供了一种磷石膏的预处理方法，所述方法包括：
在140～180℃下煅烧磷石膏，球磨，得到半水磷石膏；
加入聚合硫酸铁，搅拌混合即可。
在本申请中，所述聚合硫酸铁可以为普通市售的任意聚合硫酸铁或根据现有方法制备的任意聚合硫酸铁。
在本申请的实施方式中，所述半水磷石膏与所述聚合硫酸铁的重量比可以为100:0.1～5。
可选地，所述半水磷石膏与所述聚合硫酸铁的重量比为100:0.1～1。
在本申请的实施方式中，所述磷石膏的pH可以≥3。
在本申请的实施方式中，所述煅烧的温度可以为140℃～160℃，时间可以为1～3小时。
本申请还提供了一种纸面石膏板，所述纸面石膏板包括如上所述的方法预处理的磷石膏。
在本申请的实施方式中，所述纸面石膏板的制备原料石膏可以完全为如上所述的方法预处理的磷石膏。
在本申请的实施方式中，所述纸面石膏板还可以包括天然石膏和/或脱硫石膏。
在本申请的实施方式中，制备所述纸面石膏板的原料可以包括：
本申请还提供了一种制备如上所述的纸面石膏板的方法，所述方法包括：
在140～180℃下煅烧磷石膏，球磨，得到半水磷石膏；
加入聚合硫酸铁，搅拌混合；
加入其他原料，搅拌制成料浆；
上、下附护面纸，成型，切割成期望的尺寸，干燥。
在本申请中，所述上、下附护面纸，成型，切割，干燥均可以通过为本领域常用的方法完成。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：
1、通过使磷石膏与聚合硫酸铁发生反应形成络合物，拦截钾、钠等碱金属离子迁移，极大的改善了磷石膏的粘结性能，制备的纸面石膏板的粘结性能满足国标要求，从而使得磷石膏完全代替天然石膏或脱硫石膏制备纸面石膏板成为可能，有利于工业副产物——磷石膏变废为宝。
2、利用上述预处理后得到的改性磷石膏熟料制备成纸面石膏板，其力学性能得到一定提高，质量满足国标要求。
3、本申请的预处理方法工艺简单，不会产生废水，且聚合硫酸铁价格低廉，预处理成本低。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例中所使用的磷石膏来源于湖北兴发化工集团，pH为4，K2O的重量百分含量为0.19％，Na2O的重量百分含量为0.06％，Cl-为30mg/kg。其他原料和试剂，均为普通市售产品。
实施例1
将磷石膏在140℃下煅烧，然后球磨后得到半水磷石膏；
称取上述得到的半水磷石膏100kg，加入5kg聚合硫酸铁，搅拌均匀；
称取上述得到的石膏粉105kg，粘结剂0.3kg，防水剂1.0kg，发泡剂0.15kg，水75kg搅拌均匀，制成料浆；
料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制成纸面石膏板。
与未经预处理的磷石膏制备的纸面石膏板相比，经上述预处理后的磷石膏制备的纸面石膏板的粘结性能从V级提高到了II级，横向断裂载荷提高2％，纵向断裂载荷提高5％。
实施例2
将磷石膏在180℃下煅烧，然后球磨后得到半水磷石膏；
称取上述得到的半水磷石膏100kg，加入0.1kg聚合硫酸铁，搅拌均匀；
再加入粘结剂1.0kg，防水剂0.1kg，发泡剂0.04kg，水65kg搅拌均匀，制成料浆；
料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制成纸面石膏板。
与未经预处理的磷石膏制备的纸面石膏板相比，经上述预处理后的磷石膏制备的纸面石膏板的粘结性能从V级提高到了II级，横向断裂载荷提高5％，纵向断裂载荷提高7％。
实施例3
将磷石膏在150℃下煅烧，然后球磨后得到半水磷石膏；
称取上述得到的半水磷石膏100kg，加入0.5kg聚合硫酸铁，搅拌均匀；
再加入粘结剂0.5kg，防水剂0.5kg，发泡剂0.08kg，水68kg搅拌均匀，制成料浆；
料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制成纸面石膏板。
与未经预处理的磷石膏制备的纸面石膏板相比，经上述预处理后的磷石膏制备的纸面石膏板的粘结性能从V级提高到了I级，横向断裂载荷提高13％，纵向断裂载荷提高17％。
此外，实施例1-3得到的纸面石膏板的各项性能均满足国家标准的规定。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种磷石膏的预处理方法，所述方法包括：
在140～180℃下煅烧磷石膏，球磨，得到半水磷石膏；
加入聚合硫酸铁，搅拌混合即可。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，所述半水磷石膏与所述聚合硫酸铁的重量比为100:0.1～5，可选地，为100:0.1～1。
3.根据权利要求1或2所述的预处理方法，其中，所述磷石膏的pH≥3。
4.根据权利要求1或2所述的预处理方法，其中，所述煅烧的温度为140℃～160℃，时间为1～3小时。
5.一种纸面石膏板，所述纸面石膏板包括根据权利要求1-4中任一项所述的方法预处理的磷石膏。
6.根据权利要求5所述的纸面石膏板，其中，其制备原料石膏完全为根据权利要求1-4中任一项所述的方法预处理的磷石膏。
7.根据权利要求5所述的纸面石膏板，其中，所述纸面石膏板还包括天然石膏和/或脱硫石膏。
8.根据权利要求6所述的纸面石膏板，其中，制备所述纸面石膏板的原料包括：
9.一种制备根据权利要求5-8中任一项所述的纸面石膏板的方法，所述方法包括：
在140～180℃下煅烧磷石膏，球磨，得到半水磷石膏；
加入聚合硫酸铁，搅拌混合；
加入其他原料，搅拌制成料浆；
上、下附护面纸，成型，切割成期望的尺寸，干燥。
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