CN110002832A - 基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺 - Google Patents

基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域,目的在于提供一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺。所采用的技术方案是:一种基于脱硫石膏的石膏砂浆生产工艺,包括以下步骤:将拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒,所述预混赤泥粒中拜耳法赤泥的含量为20~30%;将20~30份预混赤泥粒与70~80份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;将生料投入回转炉中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为390~400℃,煅烧时间为3~4小时;向熟料中加入0.06~0.08份纤维素醚、1~1.2份沥青粉、1.5~2.5份减水剂、0.1~0.2份缓凝剂,并混合均匀。本发明实现了工业废弃物的资源化循环利用。

Description

基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺。
背景技术
脱硫石膏是FGD过程的副产品,FGD过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术。该技术是把石灰-石灰石磨碎制成浆液,使经过除尘后的含二氧化硫的烟气通过浆液洗涤器而除去二氧化硫。石灰浆液与二氧化硫反应生成硫酸钙及亚硫酸钙,亚硫酸钙经氧化转化成硫酸钙,得到工业副产石膏,也就是脱硫石膏。
随着国家减排政策的实施,脱硫石膏的年产量也逐渐提高,我国每年有上千万吨的脱硫石膏无法得到利用,如何消纳如此多的脱硫石膏已经成为我国的一项重大课题。有鉴于此,本专利提供了一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,实现对工业副产物脱硫石膏的循环利用,从而达到良好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于脱硫石膏的石膏砂浆生产工艺,包括以下步骤:
a)制粒:将拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒,所述预混赤泥粒中拜耳法赤泥的含量为20~30%;
b)球磨:将20~30份预混赤泥粒与70~80份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;
c)煅烧:将生料投入回转炉中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为390~400℃,煅烧时间为3~4小时;
d)混料:向熟料中加入0.06~0.08份纤维素醚、1~1.2份沥青粉、1.5~2.5份减水剂、0.1~0.2份缓凝剂,并混合均匀,即可制得石膏砂浆成品。
优选的,所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
优选的,所述沥青粉由乳化沥青经过喷雾干燥制得,所述沥青粉的粒度小于200目。
优选的,所述减水剂为木质素磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐中的一种或多种。
优选的,所述缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸盐、酒石酸、锌盐中的一种或多种。
优选的,所述球磨机包括斜卧的筒身,所述筒身的外周设置回转支承和齿盘,所述齿盘与电机驱动的齿轮形成配合;所述筒身的首尾两端分别设置外螺纹、并各自适配首盖和尾盖;所述筒身沿内壁均匀设置多道沿筒身长度方向延伸的隔板,所述隔板与相邻隔板之间设置筛板,所述隔板的两侧分别设置与筛板适配的滑道;所述筛板的筛孔为200目;所述筛板、隔板、筒身内壁围合成物料通道,所述尾盖设置与物料通道适配的出料窗口。
优选的,所述预混赤泥粒通过螺杆挤出机制得;所述球磨机首盖的中部设置进料通道,所述螺杆挤出机的挤出口穿设在球磨机的进料通道内,所述螺杆挤出机的挤出口设置挤出筛网,所述进料通道内设置与挤出筛网适配的切割条;所述进料通道内还设置有石膏添加管。
优选的,所述球磨机与回转炉通过引流通道连通,所述引流通道的一端穿设在回转炉的进料口内、另一端套设在球磨机筒身的尾端外周;所述引流通道从球磨机方向朝回转炉方向斜向下延伸;所述引流通道的底部设置储料通道,所述储料通道内设置隔断储料通道的挡板,所述挡板由气缸驱动。
优选的,所述首盖环绕其圆心均匀设置多个排气窗口,所述排气窗口靠近首盖圆心的侧边铰接有排气盖板;所述排气盖板的转动角度为0°时覆盖在排气窗口外侧构成排气窗口的封闭,所述排气盖板的最大转动角度为90°;所述出料窗口远离尾盖圆心的侧边铰接有出料盖板,所述出料盖板的转动角度为0°时覆盖在出料窗口的外侧构成出料窗口的封闭,所述出料盖板的最大转动角度为90°。
本发明的有益效果集中体现在,本发明利用脱硫石膏为主要原材料制备石膏砂浆,并利用制铝行业所产生的工业废渣赤泥作为骨料;实现了工业废弃物的资源化循环利用,不仅减少了制备砂浆的原料成本,而且解决了工业废弃物堆积占用土地资源所带来的环境污染问题。具有良好的社会效益和经济效益。此外,本发明向熟料中添加了沥青粉,不仅提高了石膏砂浆的防水性能,还提高了砂浆的粘结性能。本发明向烧结法赤泥和联合法赤泥中混入拜耳法赤泥来制备预混赤泥粒,拜耳法赤泥氧化铁含量高,提高了预混赤泥粒的含铁量,从而使得石膏砂浆在生产过程中无需配入铁粉,既降低了材料成本,又使难以利用的拜耳法赤泥得以实现资源化循环利用,实现了良好的社会效益。
附图说明
图1是球磨机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1进一步阐述本发明。应当理解的是,本文所述的份均以质量计。
实施例一
将4份拜耳法赤泥、8份烧结法赤泥、8份联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒;将预混赤泥粒与70份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;将生料投入回转炉15中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为390℃,煅烧时间为4小时;向煅烧后的熟料中加入0.06份羟丙基甲基纤维素、1份沥青粉、1.5份木质素磺酸盐、0.1份柠檬酸,并混合均匀,制得石膏砂浆成品。
表1:实施例一制得的石膏砂浆的性能指标检测结果
检测项目 标准要求(GB/T 28627-2012) 检测结果
初凝(h) ≥1 1.8
终凝(h) ≤8 2.3
保水率(%) ≥60 78
抗折强度(MPA) ≥1.0 1.8
抗压强度(MPA) ≥2.5 3.7
拉伸粘结强度(MPA) ≥0.3 0.51
实施例二
将5份拜耳法赤泥、10份烧结法赤泥、10份联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒;将预混赤泥粒与75份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;将生料投入回转炉15中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为395℃,煅烧时间为3.5小时;向煅烧后的熟料中加入0.07份聚阴离子纤维素、1.1份沥青粉、2份磺化三聚氰胺甲醛树脂、0.15份磷酸盐,并混合均匀,制得石膏砂浆成品。
表2:实施例二制得的石膏砂浆的性能指标检测结果
检测项目 标准要求(GB/T 28627-2012) 检测结果
初凝(h) ≥1 1.9
终凝(h) ≤8 2.5
保水率(%) ≥60 79
抗折强度(MPA) ≥1.0 1.6
抗压强度(MPA) ≥2.5 3.6
拉伸粘结强度(MPA) ≥0.3 0.63
实施例三
将6份拜耳法赤泥、12份烧结法赤泥、12份联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒;将预混赤泥粒与80份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;将生料投入回转炉15中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为400℃,煅烧时间为3小时;向煅烧后的熟料中加入0.08份羧甲基纤维素、1.2份沥青粉、2.5份萘磺酸盐、0.2份酒石酸,并混合均匀,制得石膏砂浆成品。
表3:实施例三制得的石膏砂浆的性能指标检测结果
检测项目 标准要求(GB/T 28627-2012) 检测结果
初凝(h) ≥1 1.7
终凝(h) ≤8 2.2
保水率(%) ≥60 76
抗折强度(MPA) ≥1.0 1.9
抗压强度(MPA) ≥2.5 3.5
拉伸粘结强度(MPA) ≥0.3 0.50
由表1、表2、表3可知,本发明利用脱硫石膏为主要原材料、并利用制铝行业所产生的工业废渣赤泥作为骨料制得的石膏砂浆符合国家标准(GB/T28627-2012)的性能参数要求。实现了工业废弃物的资源化循环利用,不仅减少了制备砂浆的原料成本,而且解决了工业废弃物堆积占用土地资源所带来的环境污染问题。具有良好的社会效益和经济效益。此外,本发明向熟料中添加了沥青粉,不仅提高了石膏砂浆的防水性能,还提高了砂浆的粘结性能。本发明向烧结法赤泥和联合法赤泥中混入拜耳法赤泥来制备预混赤泥粒,拜耳法赤泥氧化铁含量高,提高了预混赤泥粒的含铁量,从而使得石膏砂浆在生产过程中无需配入铁粉,既降低了材料成本,又使难以利用的拜耳法赤泥得以实现资源化循环利用,实现了良好的社会效益。
作为本发明的进一步优化,所述球磨机包括斜卧的筒身1,所述筒身1的外周设置回转支承2和齿盘3,所述齿盘3与电机驱动的齿轮4形成配合。所述筒身1的首尾两端分别设置外螺纹、并各自适配首盖5和尾盖6;应当理解的是,首盖5与筒身1的首端螺纹连接,尾盖6与筒身1的尾端螺纹连接;且筒身1自首端向尾端斜向下延伸。所述筒身1沿内壁均匀设置多道沿筒身1长度方向延伸的隔板7,所述隔板7与相邻隔板7之间设置筛板8,所述隔板7的两侧分别设置与筛板8适配的滑道。所述筛板8的筛孔为200目;所述筛板8、隔板7、筒身1内壁围合成物料通道,所述尾盖6设置与物料通道适配的出料窗口9。应当理解的是,筛板8的两长侧边分别对应插入两相邻隔板7的滑道内,并通过筒身1首尾两端的首盖5和尾盖6抵紧;本发明环绕筒身1的内壁设置了一层筛板8,筛板8可以大大减少筒身1在球磨过程中受到的磨损,起到保护筒身1的作用,而筛板8本身便于拆装,当筛板8发生磨损时,更换对应的筛板8即可,如此一来,可以使维护成本大大降低。达到球磨要求的生料颗粒会通过筛板8落入下方的物料通道并从出料窗口9排出,这样一来,滞留在筒身1内的大颗粒物料更容易受到研磨体的碰撞和研磨,从而使研磨效果更好。
进一步地,所述预混赤泥粒通过螺杆挤出机11制得;所述球磨机首盖5的中部设置进料通道10,所述螺杆挤出机11的挤出口穿设在球磨机的进料通道10内,所述螺杆挤出机11的挤出口设置挤出筛网,应当理解的是,挤出筛网用于将挤出的赤泥分割成条,挤出筛网为20目筛。所述进料通道10内设置与挤出筛网适配的切割条13;所述进料通道10内还设置有石膏添加管14。应当理解的是,切割条13会随着筒身1的转动而转动,从而将螺杆挤出机11挤出的赤泥条切割成粒,这样一来,无需在螺杆挤出机11的挤出口额外设置切刀,降低了能耗,节约了设备成本。
进一步地,所述球磨机与回转炉15通过引流通道16连通,所述引流通道16的一端穿设在回转炉15的进料口内、另一端套设在球磨机筒身1的尾端外周;所述引流通道16从球磨机方向朝回转炉15方向斜向下延伸;所述引流通道16的底部设置储料通道18,所述储料通道18内设置隔断储料通道18的挡板19,所述挡板19由气缸20驱动。应当理解的是,回转炉15的进料口同时也是回转炉15的烟气出口,从回转炉15排出的烟气含有大量热量,会通过引流通道16进入球磨机内,并从球磨机的进料通道10排出;从而对球磨机内的物料进行加热烘干,使物料中的水分蒸发到烟气中,并随烟气从球磨机内排出;从而使物料能够边研磨边烘干,有效利用了回转炉15排出的废烟气中的余热,除去了物料中的水分,进而提高了物料的煅烧效果和煅烧效率。引流通道16的底部设置了储料通道18,储料通道18内设置了由气缸20驱动的挡板19,当需要向回转炉15内添加物料时,气缸20驱动挡板19向上移动,将储料通道18内的物料向上推出,物料会沿引流通道16滑入回转炉15内,当完成物料的添加后,气缸20驱动挡板19向下移动,从球磨机排出的物料会落入并储存储料通道18内。
进一步地,所述首盖5环绕其圆心均匀设置多个排气窗口21,所述排气窗口21靠近首盖5圆心的侧边铰接有排气盖板17;所述排气盖板17的转动角度为0°时覆盖在排气窗口21外侧构成排气窗口21的封闭,所述排气盖板17的最大转动角度为90°;所述出料窗口9远离尾盖6圆心的侧边铰接有出料盖板12,所述出料盖板12的转动角度为0°时覆盖在出料窗口9的外侧构成出料窗口9的封闭,所述出料盖板12的最大转动角度为90°。应当理解的是,由于排气盖板17的铰接边靠近首盖5圆心,而出料盖板12的铰接边远离尾盖6圆心;当排气盖板17随首盖5转动、位于上部时,排气盖板17会在自身重力的作用下转动、与首盖5垂直,从而使排气窗口21打开;当排气盖板17随首盖5转动、位于下部时,排气盖板17会在自身重力的作用下转动、搭在排气窗口21外侧,从而将排气窗口21关闭;而出料盖板12则相反,位于上部时关闭出料窗口9,位于下部时打开出料窗口9;这样一来,打开的总是位于下部的出料窗口9和位于上部的排气窗口21;从回转炉15排出的烟气会从筒身1尾端下部的出料窗口9进入,从筒身1首端上部的排气窗口21排出,从而使烟气与球磨机内物料的接触更充分,加热烘干效果更好。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a)制粒:将拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥混合均匀并制粒,得到预混赤泥粒,所述预混赤泥粒中拜耳法赤泥的含量为20~30%;
b)球磨:将20~30份预混赤泥粒与70~80份脱硫石膏投入球磨机中进行球磨,制得粒度小于200目的生料;
c)煅烧:将生料投入回转炉(15)中进行煅烧,制得熟料;煅烧温度为390~400℃,煅烧时间为3~4小时;
d)混料:向熟料中加入0.06~0.08份纤维素醚、1~1.2份沥青粉、1.5~2.5份减水剂、0.1~0.2份缓凝剂,并混合均匀,即可制得石膏砂浆成品。
2.根据权利要求1所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述沥青粉由乳化沥青经过喷雾干燥制得,所述沥青粉的粒度小于200目。
4.根据权利要求3所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述减水剂为木质素磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸盐、酒石酸、锌盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1到5中任意一项所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述球磨机包括斜卧的筒身(1),所述筒身(1)的外周设置回转支承(2)和齿盘(3),所述齿盘(3)与电机驱动的齿轮(4)形成配合;所述筒身(1)的首尾两端分别设置外螺纹、并各自适配首盖(5)和尾盖(6);所述筒身(1)沿内壁均匀设置多道沿筒身(1)长度方向延伸的隔板(7),所述隔板(7)与相邻隔板(7)之间设置筛板(8),所述隔板(7)的两侧分别设置与筛板(8)适配的滑道;所述筛板(8)的筛孔为200目;所述筛板(8)、隔板(7)、筒身(1)内壁围合成物料通道,所述尾盖(6)设置与物料通道适配的出料窗口(9)。
7.根据权利要求6所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述预混赤泥粒通过螺杆挤出机(11)制得;所述球磨机首盖(5)的中部设置进料通道(10),所述螺杆挤出机(11)的挤出口穿设在球磨机的进料通道(10)内,所述螺杆挤出机(11)的挤出口设置挤出筛网,所述进料通道(10)内设置与挤出筛网适配的切割条(13);所述进料通道(10)内还设置有石膏添加管(14)。
8.根据权利要求7所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述球磨机与回转炉(15)通过引流通道(16)连通,所述引流通道(16)的一端穿设在回转炉(15)的进料口内、另一端套设在球磨机筒身(1)的尾端外周;所述引流通道(16)从球磨机方向朝回转炉(15)方向斜向下延伸;所述引流通道(16)的底部设置储料通道(18),所述储料通道(18)内设置隔断储料通道(18)的挡板(19),所述挡板(19)由气缸(20)驱动。
9.根据权利要求8所述的一种基于脱硫石膏粉的石膏砂浆生产工艺,其特征在于:所述首盖(5)环绕其圆心均匀设置多个排气窗口(21),所述排气窗口(21)靠近首盖(5)圆心的侧边铰接有排气盖板(17);所述排气盖板(17)的转动角度为0°时覆盖在排气窗口(21)外侧构成排气窗口(21)的封闭,所述排气盖板(17)的最大转动角度为90°;所述出料窗口(9)远离尾盖(6)圆心的侧边铰接有出料盖板(12),所述出料盖板(12)的转动角度为0°时覆盖在出料窗口(9)的外侧构成出料窗口(9)的封闭,所述出料盖板(12)的最大转动角度为90°。
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