CN109665732A - 一种石膏粉及石膏粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石膏粉及石膏粉的制备方法，包括：S1：将质量配比为80％‑94％的柠檬酸渣，5％‑19％的生石灰，0.2％‑0.9％的纯碱和0.1％‑0.8％的钛白粉混合并搅拌均匀，得到混合物；S2：将搅拌后的混合物堆放20‑24小时，混合物反应后得到反应物；S3：将反应物烘干；S4：将烘干后的反应物粉磨，得到石膏粉。采用本发明提供的实施方案，能够增加石膏粉的强度和白度，能够解决柠檬酸石膏发黄的问题。

Description

一种石膏粉及石膏粉的制备方法
技术领域
本发明涉及固体废物资源化利用技术领域，尤其涉及一种石膏粉及石膏粉的制备方法。
背景技术
柠檬酸渣又叫柠檬酸石膏，是食品化工业采用石灰法制取柠檬酸时的一种化学沉积物，主要成分为二水硫酸钙CaSO4·2H2O。每生产1吨柠檬酸可产生2.4吨柠檬酸渣。柠檬酸渣由于含有一定量的残余酸和有机物——菌丝体，长期以来，一直得不到有效利用而大量堆积，对环境造成了严重污染。
建筑石膏又称半水石膏，是一种用量很大的建筑材料，但由于天然石膏和大部分工业副产石膏在白度和强度上难以满足工程上的需要。柠檬酸渣经低温煅烧处理在白度上可以满足要求，但是，随着时间的延长，柠檬酸渣中的含铁物质发生氧化，制成品会逐渐发黄，白度降低。因此，利用柠檬酸渣制备建筑石膏急需解决制成品发黄的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够解决柠檬酸石膏发黄问题的石膏粉及石膏粉的制备方法。
为解决上述问题，本发明提供了一种石膏粉的制备方法，包括：S1：将质量配比为80％-94％的柠檬酸渣，5％-19％的生石灰，0.2％-0.9％的纯碱和0.1％-0.8％的钛白粉混合并搅拌均匀，得到混合物；S2：将搅拌后的所述混合物堆放20-24小时，所述混合物反应后得到反应物；S3：将所述反应物烘干；S4：将烘干后的所述反应物粉磨，得到所述石膏粉。
进一步的，烘干温度为160℃-180℃。
进一步的，所述柠檬酸渣含水量为20％-30％
进一步的，所述生石灰细度0.25-0.75mm。
进一步的，所述纯碱粒度为100目-150目，纯度大于99％。
进一步的，所述钛白粉中二氧化钛的含量大于97％；和/或所述钛白粉的白度大于95％。
进一步的，S1中将质量配比为82％-92％的所述柠檬酸渣，7％-18％的所述生石灰，0.3％-0.8％的所述纯碱和0.2％-0.7％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
进一步的，S1中将质量配比为84％-90％的所述柠檬酸渣，9％-16％的所述生石灰，0.4％-0.8％的所述纯碱和0.4％-0.6％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
进一步的，S1中将质量配比为85％-89％的所述柠檬酸渣，10％-15％的所述生石灰，0.5％-0.7％的所述纯碱和0.3％-0.5％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
本发明还提供一种石膏粉，采用所述的制备方法制备得到。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)柠檬酸渣呈酸性，经过一段时间的氧化，柠檬酸渣石膏就会由白色转变为黄色，在柠檬酸渣加入生石灰和纯碱可以将柠檬酸渣的酸性改变为碱性，加入钛白粉，可以提高石膏粉的白度。
(2)生石灰与柠檬酸渣中的水分发生反应后变为熟石灰，在这一过程中降低了需水量，使柠檬酸石膏的强度大幅度提高。
附图说明
图1本发明提供的石膏粉的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1本发明提供的石膏粉制备方法流程图。
如图1所示，本实施方式提供一种石膏粉的制备方法，其步骤包括：
步骤一，将质量配比为柠檬酸渣85％-90％，生石灰10％-15％，纯碱0.5％-0.7％和钛白粉0.3％-0.5％的物料搅拌均匀；
进一步的，柠檬酸渣中Fe2O3的含量不足1％，FeSO4的含量较少，在柠檬酸渣中分别加入一定比例的生石灰、纯碱，这样的配比足以消除柠檬酸渣中的酸性物质，即消除柠檬酸石膏粉变黄的原因。
进一步的，柠檬酸渣含水量20％-30％，可以为化学反应能够提供足够的水份；选用细度为0.25-0.75mm的生石灰粉；选用粒度为100目-150目的纯碱，并且纯度大于99％，这样便于与其他物料均匀混合均匀搅拌的同时充分参与物理和化学反应；钛白粉中二氧化钛含量大于97％，和/或白度大于95％，能够长久增加石膏粉白度。
进一步的，柠檬酸渣的质量占比包括但不限于85％、86％、87％、88％、89％和90％；生石灰质量占比包括但不限于10％、11％、12％、13％、14％和15％；纯碱质量占比包括但不限于0.5％、0.6％和0.7％；钛白粉质量占比包括但不限于0.3％、0.4％和0.5％。
进一步的，在柠檬酸渣中掺入生石灰粉的具有五个作用：
一、改变柠檬酸渣酸碱度。在柠檬酸渣中加入一定量的生石灰后，柠檬酸渣就会由酸性转化为碱性。柠檬酸渣因呈酸性，经过一段时间后会发生氧化，柠檬酸渣就会由白色转变为黄色，影响抹灰墙面的美观。加入生石灰可以有效避免柠檬酸渣变黄。
二、提高石膏粉的白度。生石灰本身是一种白度很高的材料，可以提高石膏粉的白度。
三、提高石膏粉的强度。生石灰(CaO)与柠檬酸渣中的水分发生反应后变为熟石灰(Ca(OH)2)，石膏粉的强度与其水化的需水量密切相关。在这个反应过程中熟石灰发生了水化，与柠檬酸渣在低温煅烧条件下，两者混合物的需水量比柠檬酸渣单独煅烧降低1/3。需水量的降低，使柠檬酸渣石膏的强度大幅度提高。实验已经证明，在柠檬酸渣中加入10％生石灰，就可以将2小时的抗折强度由2.2MPa提高到2.8MPa，抗压强度由4.1MPa提高到5.2MPa，由一等品质提升为优等品质。反应式为：
CaO+H2O→Ca(OH)2
四、提高建筑石膏粉耐水性、抗冻性和耐久性。生石灰(CaO)碳化后转化为碳酸钙，是一种白色矿物，不影响柠檬酸渣的白度，并且自身具有很好的耐水性、抗冻性和耐久性，可以提高石膏粉的性能。其反应式为：
CaO+CO2→CaCO3
五、降低煅烧成本。由反应式可知，生石灰(CaO)与柠檬酸渣中的水分发生反应后变为熟石灰(Ca(OH)2)的过程中会消耗掉自身重量32％的水分，柠檬酸渣中的自由水变为结晶水，在生石灰(CaO)转化为熟石灰(Ca(OH)2)的过程中，要释放大量的热量，加上适当的晾晒，这些热量足以消耗掉生石灰自身重量2倍的水量。由此，柠檬酸渣中的含水量会大幅度下降，可以减少了燃料消耗，进一步降低煅烧成本。
生石灰的加入量视柠檬酸渣的含水量而定，柠檬酸渣含水量大，生石灰加入量可适当增大。
进一步的，在柠檬酸渣中加入纯碱具有以下两个作用：
一、提高柠檬酸渣的碱度。纯碱(Na2CO3)与熟石灰(Ca(OH)2)反应生成烧碱(NaOH)和碳酸钙(CaCO3)，烧碱为强碱，可以中和柠檬酸渣中的酸性物质，进一步避免柠檬酸渣发黄。反应式如下：
Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3
二、提高柠檬酸渣的白度。纯碱与柠檬酸渣中易于发黄的硫酸铁反应生成白色的碳酸铁，消除了柠檬酸渣发黄的关键因素。反应式为：
Na2CO3+FeSO4→FeCO3+Na2SO4
在柠檬酸渣中加入少量钛白粉，能显著提高建筑石膏粉的白度，并能使白度保持稳定。钛白粉是一种偏酸性的两性氧化物，常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不发生任何反应，也不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，化学性质极为稳定，是一种优质的白色颜料。
步骤三，将搅拌后的物料堆放20-24小时；
进一步的，将物料搅拌均匀后堆放，使搅拌后的物料具有发生物理和化学反应的充分时间。其中堆放时间包括但不限于20小时、21小时、22小时、23小时和24小时。
步骤四，将堆放后的物料送入烘干机烘干；
进一步的，经过反应后的物料放入烘干机中烘干，由于物料的水份含量不同，为了烘干石膏所以烘干温度设置为160℃-180℃。烘干温度包括但不限于160℃、170℃和180℃。
步骤五，将烘干后的物料粉磨。
进一步的，将烘干后的块状石膏物料粉磨成粉状，便于使用。
主要考虑柠檬酸渣中铁的含量，即使石膏粉变黄的酸性物质，含铁量越高，纯碱和生石灰的质量比重越高；由于生石灰和纯碱的质量占比的减少的变化，原柠檬酸渣中的水份没有充分反应，提高烘干温度可以脱去石膏中的水份。因此具有以下实施例：
实施例1：将柠檬酸渣、生石灰、纯碱和钛白粉混合搅拌，其质量配比依次为柠檬酸渣85％，生石灰14％，纯碱0.5％，钛白粉0.5％，搅拌均匀后堆放20-24小时，充分反应放热后，送入烘干机烘干，烘干温度160℃，将烘干后的物料粉磨。
实施例2：将柠檬酸渣、生石灰、纯碱和钛白粉混合搅拌，其质量配比为柠檬酸渣88％，生石灰11％，纯碱0.6％，钛白粉0.4％，搅拌均匀后堆放20-24小时，充分反应放热后，送入烘干机烘干，烘干温度170℃，将烘干后的物料粉磨。
实施例3：将柠檬酸渣、生石灰、纯碱和钛白粉混合搅拌，其质量配比具体配比为柠檬酸渣89％，生石灰10％，纯碱0.7％，钛白粉0.3％，搅拌均匀后堆放20-24小时，充分反应放热后，送入烘干机烘干，烘干温度180℃，将烘干后的物料粉磨。
混合物料的质量配比还可以为：
82％-92％的柠檬酸渣，7％-18％的生石灰，0.3％-0.8％的纯碱和0.2％-0.7％的钛白粉；
84％-90％的柠檬酸渣，9％-16％的生石灰，0.4％-0.8％的纯碱和0.4％-0.6％的钛白粉；
85％-89％的柠檬酸渣，10％-15％的生石灰，0.5％-0.7％的纯碱和0.3％-0.5％的钛白粉。
本实施方式还提供一种石膏粉，由上述石膏粉制备方法得到。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)柠檬酸渣呈酸性，经过一段时间的氧化，柠檬酸渣石膏就会由白色转变为黄色，在柠檬酸渣加入生石灰和纯碱可以将柠檬酸渣的酸性改变为碱性，加入钛白粉，可以提高石膏粉的白度。
(2)生石灰与柠檬酸渣中的水分发生反应后变为熟石灰，在这一过程中降低了需水量，使柠檬酸石膏的强度大幅度提高。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种石膏粉及石膏粉的制备方法，其特征在于，包括：
S1：将质量配比为80％-94％的柠檬酸渣，5％-19％的生石灰，0.2％-0.9％的纯碱和0.1％-0.8％的钛白粉混合并搅拌均匀，得到混合物；
S2：将搅拌后的所述混合物堆放20-24小时，所述混合物反应后得到反应物；
S3：将所述反应物烘干；
S4：将烘干后的所述反应物粉磨，得到所述石膏粉。
2.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，
烘干温度为160℃-180℃。
3.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，
所述柠檬酸渣含水量为20％-30％。
4.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，
所述生石灰细度为0.25-0.75mm。
5.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，
所述纯碱粒度为100目-150目，纯度大于99％。
6.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，
所述钛白粉中二氧化钛的含量大于97％；和/或
所述钛白粉的白度大于95％。
7.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，S1中将质量配比为82％-92％的所述柠檬酸渣，7％-18％的所述生石灰，0.3％-0.8％的所述纯碱和0.2％-0.7％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
8.根据权利要求1所述的石膏粉制备方法，其特征在于，S1中将质量配比为84％-90％的所述柠檬酸渣，9％-16％的所述生石灰，0.4％-0.8％的所述纯碱和0.4％-0.6％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的石膏粉制备方法，其特征在于，S1中将质量配比为85％-89％的所述柠檬酸渣，10％-15％的所述生石灰，0.5％-0.7％的所述纯碱和0.3％-0.5％的所述钛白粉混合并搅拌均匀，得到所述混合物。
10.一种石膏粉，采用权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备得到。
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