CN112279539A - 一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法。本发明为废弃磷石膏的工业化规模处理和综合利用开辟新途径，操作工艺简单、操作成本低、除杂效果好、对环境污染少、节省水资源。具体的：通过特定的目数，将磷石膏按照不同的粒径进行筛分；该目数下筛分的不同粒径磷石膏，配合不同温度下快速高温煅烧的方法可以选择性地将有机质，游离磷及共晶磷这些主要杂质高温分解或转变为惰性物质，从而消除了这些杂质对磷建筑石膏性能的危害，同时保证了二水硫酸钙的正常脱水反应，并最终制备出杂质较少、性能较优的磷建筑石膏。
Description
技术领域
本发明涉及一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，属于建筑材料领域。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的固体废渣，每产生1t磷酸约需消耗2t硫酸，同时产生4～5t磷石膏，我国磷化工行业每年排放磷石膏约为5000万t。其主要成分为CaSO4·2H2O。磷石膏中含有可溶磷、氟、共晶磷和有机物是磷石膏中主要有害杂质，对于磷石膏的凝结时间和硬化体强度影响很大，导致凝结时间过长，硬化体强度低。现有的对于制备磷建筑石膏的处理一般采用水洗法，石灰中和法，球磨法，浮选，煅烧等预处理工艺，不仅工艺复杂，耗水量高，对环境危害较大，而且处理后的磷石膏强度还有待提高。
发明内容
本发明提供了一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，以用于通过磷石膏制备出磷建筑石膏。
本发明的技术方案是：一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，包括以下步骤：
步骤一：用筛网将磷石膏筛分为粗、中、细三种粒径的颗粒；
步骤二：将步骤一筛分的粗颗粒磷石膏放入煅烧炉中，通过煅烧的方法煅烧粗颗粒磷石膏，随后将煅烧后的粗颗粒磷石膏放入烘箱中烘至半水状态；
步骤三：将步骤一筛分的中颗粒磷石膏放入烘箱中，将中颗粒磷石膏烘至半水状态；
步骤四：将步骤一筛分的细颗粒磷石膏放入煅烧炉中，通过煅烧的方法煅烧细颗粒磷石膏，随后将煅烧后的细颗粒磷石膏放入烘箱中烘至半水状态；
步骤五：将步骤二、步骤三、步骤四处理的磷石膏混合，即制得磷建筑石膏。
所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为20-70目、70-120目、120目以上；其中，粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网应当目数不同。
所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为50目、100目、150目。
所述步骤二中，煅烧粗颗粒磷石膏时，煅烧温度为500℃-600℃，煅烧时间为8min-10min。
所述煅烧温度为600℃，煅烧时间为10min。
所述步骤二、步骤三、步骤四中，烘箱温度为145℃-160℃。
所述烘箱温度为160℃。
所述步骤四中，煅烧细颗粒磷石膏时，煅烧温度为300℃-400℃，煅烧时间为13min-15min。
所述煅烧温度为400℃，煅烧时间为15min。
本发明的有益效果是：本发明为废弃磷石膏的工业化规模处理和综合利用开辟新途径，操作工艺简单、操作成本低、除杂效果好、对环境污染少、节省水资源。具体的：通过特定的目数，将磷石膏按照不同的粒径进行筛分；该目数下筛分的不同粒径磷石膏，配合不同温度下快速高温煅烧的方法可以选择性地将有机质，游离磷及共晶磷这些主要杂质高温分解或转变为惰性物质，从而消除了这些杂质对磷建筑石膏性能的危害，同时保证了二水硫酸钙的正常脱水反应，并最终制备出杂质较少、性能较优的磷建筑石膏。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，按如下步骤操作：
称取一定量的磷石膏原料，用筛网分别将磷石膏筛分为粗、中、细三种粒径的颗粒(所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为50目、100目、150目)。将粗颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧10min后取出并放至160℃的烘箱中烘至半水状态；将中颗粒磷石膏放入烘箱中烘烤，烘箱温度为160℃，烘烤4h后取出；将细颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧15min后取出并放至160℃的烘箱中烘至半水状态。最后将处理后的三种粒径磷石膏均匀混合，得到未更改粒径的磷建筑石膏样品，测其强度并与水洗法、中和法和磷石膏原料进行比较，具体结果如表1所示。
表1实施例1处理后的磷建筑石膏强度和其他方法对比结果
| 处理方法 | 水洗法 | 中和法 | 磷石膏原料 | 筛分煅烧法 |
| 绝干抗压强度/MPa | 8.0 | 7.5 | 6.2 | 9.5 |
| 绝干抗折强度/MPa | 3.4 | 3.2 | 3.0 | 4.2 |
实施例2：一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，按如下步骤操作：
称取一定量的磷石膏原料，用筛网分别将磷石膏筛分为粗、中、细三种粒径的颗粒(所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为20目、70目、120目)。将粗颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧8min后取出并放至150℃的烘箱中烘至半水状态；将中颗粒磷石膏放入烘箱中烘烤，烘箱温度为155℃，烘烤4h后取出；将细颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为350℃，煅烧14min后取出并放至152℃的烘箱中烘至半水状态。最后将处理后的三种粒径磷石膏均匀混合，得到未更改粒径的磷建筑石膏样品，测其强度并与水洗法、中和法和磷石膏原料进行比较，具体结果如表2所示。
表2实施例2处理后的磷建筑石膏强度和其他方法对比结果
| 处理方法 | 水洗法 | 中和法 | 磷石膏原料 | 筛分煅烧法 |
| 绝干抗压强度/MPa | 8.0 | 7.5 | 6.2 | 8.2 |
| 绝干抗折强度/MPa | 3.4 | 3.2 | 3.0 | 3.6 |
实施例3：一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，按如下步骤操作：
称取一定量的磷石膏原料，用筛网分别将磷石膏筛分为粗、中、细三种粒径的颗粒(所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为70目、120目、160目)。将粗颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧9min后取出并放至145℃的烘箱中烘至半水状态；将中颗粒磷石膏放入烘箱中烘烤，烘箱温度为145℃，烘烤4h后取出；将细颗粒磷石膏放入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为300℃，煅烧13min后取出并放至145℃的烘箱中烘至半水状态。最后将处理后的三种粒径磷石膏均匀混合，得到未更改粒径的磷建筑石膏样品，测其强度并与水洗法、中和法和磷石膏原料进行比较，具体结果如表3所示。
表3实施例3处理后的磷建筑石膏强度和其他方法对比结果
| 处理方法 | 水洗法 | 中和法 | 磷石膏原料 | 筛分煅烧法 |
| 绝干抗压强度/MPa | 8.0 | 7.5 | 6.2 | 8.0 |
| 绝干抗折强度/MPa | 3.4 | 3.2 | 3.0 | 3.5 |
通过本申请设置煅烧温度和时间可以将杂质在短时间内挥发或者是转化为惰性物质，且可将一部分磷石膏转化为半水状态，最后用烘箱将剩余还未脱水的石膏粉烘至半水。本申请选择烘箱的温度为145-160℃，烘箱在145-160℃条件下，半水石膏粉会一致保持半水状态，不会随着时间的增加改变其物相组成，该参数及前述煅烧参数选定的值，对制备出磷建筑石膏至关重要。由上述结果可以看出，采用本发明的方法对制备的磷建筑石膏的绝干抗折强度及绝干抗压强度高于水洗法和中和法以及原状磷石膏，且工艺更为简单，节省水资源的同时对环境危害较小。说明了本发明方法对于制备的磷建筑石膏性能更优。
上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：用筛网将磷石膏筛分为粗、中、细三种粒径的颗粒；
步骤二：将步骤一筛分的粗颗粒磷石膏放入煅烧炉中，通过煅烧的方法煅烧粗颗粒磷石膏，随后将煅烧后的粗颗粒磷石膏放入烘箱中烘至半水状态；
步骤三：将步骤一筛分的中颗粒磷石膏放入烘箱中，将中颗粒磷石膏烘至半水状态；
步骤四：将步骤一筛分的细颗粒磷石膏放入煅烧炉中，通过煅烧的方法煅烧细颗粒磷石膏，随后将煅烧后的细颗粒磷石膏放入烘箱中烘至半水状态；
步骤五：将步骤二、步骤三、步骤四处理的磷石膏混合，即制得磷建筑石膏。
2.根据权利要求1所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为20-70目、70-120目、120目以上；其中，粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网应当目数不同。
3.根据权利要求2所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述粗、中、细三种粒径的颗粒所对应采用的筛网规格分别为50目、100目、150目。
4.根据权利要求1所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤二中，煅烧粗颗粒磷石膏时，煅烧温度为500℃-600℃，煅烧时间为8min-10min。
5.根据权利要求4所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述煅烧温度为600℃，煅烧时间为10min。
6.根据权利要求1所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤二、步骤三、步骤四中，烘箱温度为145℃-160℃。
7.根据权利要求6所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述烘箱温度为160℃。
8.根据权利要求1所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤四中，煅烧细颗粒磷石膏时，煅烧温度为300℃-400℃，煅烧时间为13min-15min。
9.根据权利要求8所述的筛分煅烧制备磷建筑石膏的方法，其特征在于：所述煅烧温度为400℃，煅烧时间为15min。
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