CN112299735A - 一种制备高强度石膏的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括固体物料经破碎筛分工序(1)和/或调理工序(2)后进入加压流态化煅烧工序(3)在供热工序(6)供热条件下进行煅烧，煅烧后物料和/或进入流态化干燥工序(4)干燥后得到高强度石膏，到储料工序(5)储存，且通过在加压流态化煅烧工序(3)后设置一次除尘工序(7)、背压工序(8)和二次除尘工序(9)分别维持加压流态化煅烧工序(3)所需的压力和保证尾气排放达标。在加压流态化煅烧工序(3)加入水蒸气和/或水调控煅烧过程水蒸气分压和温度，采用本发明的方法能连续的生产高强度的半水石膏，操作灵活，调节方便，产品质量稳定。

Description

一种制备高强度石膏的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及石膏制备技术领域，具体涉及一种制备高强度石膏的方法。
背景技术
石膏条板，纤维增强石膏板，石膏砌块等生产过程需要较高强度的建筑石膏。石膏原料一般经过不同工艺加工为建筑石膏。
目前常用的石膏原料制备建筑石膏的方法主要有煅烧法、高温闪烧法、饱和蒸汽蒸压法、常压盐溶液法、水热法等。其中蒸压法和水热法能生产高强石膏，但是生产过程不连续，需要添加转晶剂，水耗较高，产能小等。煅烧法是当前采用较多的生产半水石膏的方法，该法不用水洗，避免了水资源的浪费和二次污染。并且工业副产石膏生产高强度石膏能实现高值化利用，可解决固废堆放引起的土壤，水等环境污染和安全问题。煅烧法多采用回转窑，得到的半水石膏焙烧不均匀，半水石膏含量较低，强度较低，容易过烧生成无水石膏。
CN110482887A公开了一种利用化学石膏生产α高强石膏粉的工艺，该方法包括如下步骤：a、将含有8％～15％水分的化学石膏通过压力机压成生石膏块，压制时间10s～30s；b、将生石膏块码放在蒸压釜料车上；c、将料车推进蒸压釜内进行蒸压，得到α高强石膏；d、打开釜门后，立即将α高强石膏，牵引至烘干窑进行烘干；e、将烘干的α高强石膏，进行粉碎，即得所述α高强石膏粉，但该方法无法连续化生产。
CN108423701A公开了一种用废石膏模制备α高强石膏的方法，是将废陶瓷石膏模粉碎磨细后加一定量的水制备成浆料后，在转晶剂的作用下，经蒸压工艺，将二水石膏转化为α高强石膏，但该方法属于间歇式的液相法，水耗高，产生较多废液等副产物。
CN108558250A公开了一种低温煅烧磷石膏制备β-半水石膏的工艺，磷石膏与降温剂均匀混合在烘箱中130-150℃煅烧2-3小时冷却后得到半水石膏。降温剂添加量为4.9-15％。该方法未对如何实现工业化做描述，且在烘箱中煅烧存在物料受热不均匀的问题，降温剂调配复杂，添加量大。
综上所述，现有技术中半水石膏的生产存在物料受热不均匀，焙烧不充分所得产品质量较差的问题。
因此，需要开发一种新的能够连续制备高强度半水石膏的方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法通过流态化技术手段能够达到连续生产高强度石膏的目的，制得的高强度石膏强度高，能够满足GB/T9776-2008建筑石膏物理力学性能的要求；且制备过程中的热气体经除尘后排出，能够保障尾气达到排放标准。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将石膏原料进行预处理，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料经加压流态化煅烧，得到半水石膏；所述流态化煅烧后的气体经除尘后排出；
任选地，所述方法还包括步骤(3)：将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，得到高强度石膏；所述流态化干燥后的气体经除尘后排出。
本发明提供的制备高强度石膏的方法通过流态化技术手段能够达到连续生产高强度石膏的目的，而且在流态化煅烧和流态化干燥过程中气体与固体颗粒充分接触，以小颗粒状态下与蒸汽和热气体直接接触进行晶型转化，传质和传热速度较快，避免了传统大块石膏料煅烧时的不均匀，烧不透的问题，制得的高强度石膏强度高；所述高强度石膏是指整体石膏的抗折强度≥2MPa，抗压强度≥4MPa的石膏，且制备过程中的热气体经除尘后排出，能够保障尾气达到排放标准。
相较于现有技术中采用回转窑进行煅烧而言，具备动力消耗小且占地面积小的优势；相较于换热管间接换热的方式，换热效率更高且换热更均匀；相比带换热管的分室煅烧炉进行煅烧而言，煅烧时间短且热量利用率高，且本方法还具备粉尘污染小，能耗低等优势。
优选地，步骤(1)中所述预处理包括：将石膏原料破碎筛分。
石膏原料可经过破碎筛分后直接进行流态化煅烧，无需进行其他预处理，以纤维状石膏矿、层状石膏矿、废弃石膏模具等为原料经破碎即可进行流态化煅烧，煅烧后不经流态化干燥直接得到半水石膏，进入储料装置中进行储料即可。
优选地，将所述石膏原料破碎筛分至0.01～8mm，例如可以是0.01mm、0.9mm、1.79mm、2.68mm、3.57mm、4.45mm、5.34mm、6.23mm、7.12mm或8mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.01～5mm。
所述破碎筛分可分离出石膏原料中的大块固体杂质，所述固体杂质包括金属、石块或编织袋等杂质，所述破碎可采用鼠笼式破碎机、锤式破碎机、齿爪式破碎机、鄂式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机、雷蒙磨或球磨机等装置。如果物料粒径小于8mm则无需破碎。
优选地，所述调理剂包括碱性物质。
优选地，所述调理剂还包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸钠、硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝、明胶、羧甲基纤维素、柠檬酸、琥珀酸、草酸或丁二酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型非限制性的组合为十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的组合，十二烷基苯磺酸钠和柠檬酸钠的组合，硫酸铁和硫酸镁的组合等。
优选地，所述碱性物质包括生石灰。
优选地，所述碱性物质的加入量为石膏原料的0.1～3wt％，例如可以是0.1wt％、0.5wt％、0.8wt％、1.1wt％、1.4wt％、1.8wt％、2.1wt％、2.4wt％、2.7wt％或3wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.3～3wt％。
优选地，所述调理剂添加量为石膏原料的0.01～0.5wt％；例如添加0.03wt％硫酸铝，0.05wt％柠檬酸钠，0.15wt％明胶，0.04％硫酸铁，0.01wt％柠檬酸复合0.12wt％的明胶，0.03wt％硫酸铝复合0.02wt％柠檬酸钠等。
优选地，加入所述碱性物质后所述石膏原料的pH为5～7，例如可以是5、5.3、5.5、5.7、5.9、6.2、6.4、6.6、6.8或7等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5～6.5。
优选地，所述预处理还包括：采用水洗、酸洗或浮选的方式去除石膏原料中的氟、磷以及酸性物质。
石膏原料中可能含有有害元素，针对工业副产石膏原料，可采用水洗、酸洗、中和或者浮选等中的一种或几种，去除石膏原料中的氟、磷以及酸性物质等。
优选地，步骤(1)中所述石膏原料为磷石膏、脱硫石膏、石膏矿山废料、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏、钛石膏、硼石膏、废旧石膏料、纤维状石膏矿、层状石膏矿、废弃石膏模具中的任意一种或至少两种的组合，其中典型非限制性的组合为氟石膏和味精石膏的组合，氟石膏和纤维状石膏矿的组合，氟石膏和铜石膏的组合，味精石膏和纤维状石膏矿的组合，纤维状石膏矿和磷石膏的组合，纤维状石膏矿和铜石膏的组合，铜石膏和磷石膏的组合，磷石膏和盐石膏的组合等。
优选地，步骤(2)中所述流态化煅烧的设备包括鼓泡流化床、搅拌流化床或振动流化床中的任意一种或至少两种的组合，其中典型非限制性的组合包括鼓泡流化床和搅拌流化床的组合，振动流化床和搅拌流化床的组合，鼓泡流化床、搅拌流化床和振动流化床三者的组合。
本发明所述流态化煅烧的设备可采用上述不同种类流化床的并联或串联方式进行。
优选地，所述流态化煅烧的温度为120～260℃，例如可以是120℃、136℃、152℃、167℃、183℃、198℃、214℃、229℃、245℃或260℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为120～240℃。
优选地，所述流态化煅烧的时间为5min～240min，例如5min、15min、18min、23min、26min、35min、48min、58min、76min、81min、98min、110min、135min、156min、178min、192min、200min、220min、230min或240min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为15min～200min。
优选地，步骤(2)中所述流态化煅烧过程中通入热气体。
优选地，所述热气体包括净化后烟气、空气、氮气或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述热气体的温度为150～950℃，例如可以是150℃、239℃、328℃、417℃、506℃、595℃、684℃、773℃、862℃或950℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述流态化煅烧内热气体气速为0.05～5m/s，例如可以是0.05m/s、0.6m/s、1.15m/s、1.7m/s、2.25m/s、2.8m/s、3.35m/s、3.9m/s、4.45m/s或5m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.05～4m/s。
优选地，所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出。
优选地，步骤(2)中所述流态化煅烧的表压为20kPa～0.8MPa，例如可以是20kPa、50kPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa或0.8MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为50kPa～0.5MPa。
该流态化的压力以表压计均为正压状态。
优选地，所述流态化煅烧过程中通入水和/或水蒸气。
所述流态化煅烧过程中引入水蒸气或水以调节流态化煅烧中的水蒸气分压和煅烧温度，从而最终控制得到的高强度石膏的强度。
优选地，所述流态化煅烧中水蒸气的分压为5kPa～0.5MPa，例如可以是5kPa、10kPa、20kPa、50kPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa或0.5MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5kPa～0.4MPa。
优选地，所述流态化煅烧过程由背压装置控制压力。
优选地，所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间。
优选地，步骤(3)中所述流态化干燥过程中通入热气体。
优选地，所述热气体包括净化后烟气、空气、氮气或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合，其中典型非限制性的组合为烟气和空气的组合，空气和氮气的组合，氮气和水蒸气的组合等。
如果热气体为煤粉燃烧产生烟气需要净化后再使用，进一步优选地，所述热气体为煤气、天然气、沼气或燃料油中的任意一种或至少两种的组合燃烧产生的烟气，其中典型非限制性的组合为煤气和天然气的组合，沼气和燃料油的组合，天然气和沼气的组合等。
优选地，所述热气体的温度为150～950℃，例如可以是150℃、239℃、328℃、417℃、506℃、595℃、684℃、773℃、862℃或950℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
优选地，步骤(3)中所述流态化干燥的设备为文丘里干燥器和/或流化床干燥器。
本发明所述流态化干燥的设备为热气体在文丘里干燥器或流化床干燥器等的一种或几种的组合。所述文丘里干燥器和/或流化床干燥器中的物料呈流态化状态，在流态化干燥设备内热气体与含水固体物料快速换热脱除附着水和部分结晶水。
优选地，步骤(2)和步骤(3)中通入的热气体由燃料燃烧产生，或者所述热气体由空气、氮气或水蒸气经电加热或燃料加热产生。
热气体的加热方式为燃烧加热或电加热，燃烧系统的燃料可以是煤气、煤、天然气、沼气和燃料油中的一种或至少两种的组合，其中典型非限制性的组合为煤气和天然气的组合，沼气和燃料油的组合，天然气和沼气的组合等。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)将石膏原料破碎筛分至0.01～8mm后与调理剂混合调节pH至5～7，采用水洗、酸洗或浮选的方式去除石膏原料中的氟、磷以及酸性物质，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入流态化煅烧的设备中在120～260℃流态化煅烧5～240min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为150～950℃，热气体气速为0.05～5m/s，流态化煅烧过程中还通入水和/或水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为5kPa～0.5MPa，流态化煅烧的表压为20kPa～0.8MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为150～950℃，得到高强度石膏；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
本发明所述方法将石膏原料经破碎、筛分、调理后进行流态化煅烧，在水蒸汽和热气体的作用下进行煅烧，石膏晶体结构得以调整部分或全部转化为α-半水石膏。煅烧系统内石膏原料是在小颗粒状态下与蒸汽和热气体直接接触进行晶型转化，传质和传热速度较快，避免了传统大块石膏料煅烧时的不均匀，烧不透的问题。煅烧过程水蒸汽分压和系统压力，温度可以灵活的及时调节，所得半水石膏含量高，强度高。
本发明提供的制备高强度石膏的方法采用的系统工序包括破碎筛分工序、调理工序、加压流态化煅烧工序、流态化干燥工序、储料工序、供热工序、一次除尘工序、背压工序和二次除尘工序；
本发明制备高强度石膏的方法的流程包括：石膏原料经破碎筛分工序和调理工序去除杂质后进入加压流态化煅烧工序，在供热工序供热条件下于加压流态化煅烧工序中进行煅烧，煅烧后物料进入流态化干燥工序干燥后得到的高强度石膏，所述高强度石膏送到储料工序储存；所述供热工序中通入燃料和气体产生的热气体送入加压流态化煅烧工序和流态化干燥工序中，所述加压流态化煅烧工序中还通入水蒸气和/或水调节压力和温度；
所述加压流态化煅烧工序煅烧后的气体依次经一次除尘工序、背压工序、二次除尘工序以维持加压流态化煅烧工序所需的压力后排放，保证尾气含尘达到排放标准；同时背压工序以维持加压流态化煅烧工序所需的压力；所述流态化干燥工序干燥后的气体进入二次除尘工序进行除尘后排出，保证尾气含尘达到排放标准。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的制备高强度石膏的方法可以实现石膏原料连续生产高强度半水石膏，所得半水石膏含量高，初凝和终凝时间均能满足GB/T9776的要求，其中2h抗折强度≥2MPa，2h抗压强度≥6MPa，较优条件下抗压强度≥10MPa，强度高，质量稳定；
(2)本发明提供的制备高强度石膏的方法可以对工业副产石膏高值化利用；
(3)本发明提供的制备高强度石膏的方法煅烧过程传质和传热速度较快生产效率高；水蒸汽分压和系统压力，温度可以实现灵活的调节。
附图说明
图1是本发明提供的制备高强度石膏的方法采用的系统工序图。
图2是本发明采用的石膏原料的XRD图。
图中：1-破碎筛分工序；2-调理工序；3-加压流态化煅烧工序；4-流态化干燥工序；5-储料工序；6-供热工序；7-一次除尘工序；8-背压工序；9-二次除尘工序。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
本发明提供的制备高强度石膏的方法采用的系统工序如图1所示，具体的，所述系统工序包括破碎筛分工序1、调理工序2、加压流态化煅烧工序3、流态化干燥工序4、储料工序5、供热工序6、一次除尘工序7、背压工序8和二次除尘工序9；
本发明制备高强度石膏的方法的流程包括：石膏原料经破碎筛分工序1和/或调理工序2进行破碎筛分和/或去除杂质后进入加压流态化煅烧工序3，在供热工序6供热条件下于加压流态化煅烧工序3中进行煅烧，煅烧后物料进入流态化干燥工序4干燥后得到的高强度石膏，所述高强度石膏送到储料工序5储存；所述供热工序6中通入燃料和气体产生的热气体送入加压流态化煅烧工序3和流态化干燥工序4中，所述加压流态化煅烧工序3中还通入水蒸气和/或水调节压力和温度；
所述加压流态化煅烧工序3煅烧后的气体依次经一次除尘工序7、背压工序8、二次除尘工序9以维持加压流态化煅烧工序3所需的压力后排放，保证尾气含尘达到排放标准；同时背压工序8以维持加压流态化煅烧工序3所需的压力；所述流态化干燥工序4干燥后的气体进入二次除尘工序9进行除尘后排出，保证尾气含尘达到排放标准。
采用上述系统工序进行如下实施例，以下述石膏原料为例进行高强度石膏的制备，该石膏原料的组成如表1所示。
表1
元素 含量(wt％)
O 45.311
Ca 25.074
S 21.675
F 3.531
K 1.881
Si 1.229
Al 0.402
P 0.373
Fe 0.332
Sr 0.061
Mg 0.046
Ti 0.044
Na 0.036
Mn 0.006
该石膏原料的XRD图如图2所示，从图2和表1中可以看出，该石膏原料中主要成分为二水石膏和二氧化硅，经济价值较低。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将2kg石膏原料破碎筛分至0.15mm后与5g氧化钙混合调节pH至5.5，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入搅拌流化床中在160℃流态化煅烧120min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为350℃，热气体气速为0.05m/s，流态化煅烧过程中还通入水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为5kPa，流态化煅烧的表压为0.3MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为350℃，得到高强度石膏A1；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
实施例2
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将16kg石膏原料破碎筛分至0.2mm后与0.36kg氧化钙混合调节pH至6.2，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入搅拌流化床中在150℃流态化煅烧240min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为250℃，热气体气速为0.2m/s，流态化煅烧过程中还通入水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为0.2MPa，流态化煅烧的表压为0.8MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为250℃，得到高强度石膏A2；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
实施例3
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将7kg石膏原料破碎筛分至0.3mm后与0.1kg氧化钙混合调节pH至6.5，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入搅拌流化床中在180℃流态化煅烧60min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为600℃，热气体气速为1m/s，流态化煅烧过程中还通入水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为50kPa，流态化煅烧的表压为0.3MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为600℃，得到高强度石膏A3；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
实施例4
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将26kg石膏原料破碎筛分至5mm后与0.03kg氧化钙混合调节pH至5.0，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入搅拌流化床中在165℃流态化煅烧135min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为300℃，热气体气速为0.5m/s，流态化煅烧过程中还通入水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为0.3MPa，流态化煅烧的表压为0.7MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为300℃，得到高强度石膏A4；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
实施例5
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将50kg石膏原料破碎筛分至0.35mm后与2.5kg氧化钙混合调节pH至6.0，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入搅拌流化床中在235℃流态化煅烧75min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为900℃，热气体气速为0.05m/s，流态化煅烧过程中还通入水，流态化煅烧中水蒸气的分压为0.2MPa，流态化煅烧的表压为0.6MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为900℃，得到高强度石膏A5；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
实施例6
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法除步骤(1)中还添加0.03wt％硫酸铝和1.2％wt％明胶(以占石膏原料的占比计)外，其余均与实施例5相同，得到高强度石膏A6。
实施例7
本实施例提供一种制备高强度石膏的方法，所述方法除步骤(1)中还添加0.2wt％柠檬酸钠(以占石膏原料的占比计)外，其余均与实施例5相同，得到高强度石膏A7。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种制备半水石膏的方法，所述方法包括如下步骤：采用和与实施例1相同的石膏原料在回转窑在150℃煅烧2h，破碎后，得到半水石膏B1。
三、测试及结果
测试方法：实施例中所用分析测试评定方法，组成分析采用X射线荧光光谱仪，强度分析采用GB/T17669.3和GB/T9776-2008中的方法。
其中，GB/T9776-2008中记载的建筑石膏物理力学性能如表2所示。
表2
Figure BDA0002751741720000151
实施例和对比例的测试结果如表3所示。
表3
项目 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1
细度(％) ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10
初凝(min) 15 6.5 8 17 11 6 9 18
终凝(min) 25 14 22 28 15 12 14 25.6
抗折强度(MPa) 2.3 6.1 2.6 2.2 3.9 6.2 5.6 1.9
抗压强度(MPa) 8.1 12.1 6.8 7.5 12.5 51.3 31.2 4.3
从表2和表3可以看出以下几点：
(1)综合实施例1～7可以看出，本发明提供的制备高强度石膏的方法制得的高强度石膏细度，初凝和终凝时间均能满足GB/T9776-2008的要求，其中抗折强度≥2MPa，抗压强度≥6MPa，较优条件下抗压强度≥10MPa，强度高；
(2)综合实施例1～7和对比例1可以看出，本发明提供的方法相较于对比例1中回转窑煅烧方式，半水石膏2h抗折强度增加了15.7％至2倍以上，2h抗压强度增加了58.1％至10倍以上，大大提高了半水石膏的强度；
(3)综合实施例5～7可以看出，实施例6和实施例7中添加了调理剂，相较于实施例5中未添加调理剂而言，实施例6，7所得半水石膏强度明显增加，达到JC/T2038《α型高强石膏》标准要求。
综上所述，本发明提供的制备高强度石膏的方法通过采用流化床的方式，制得的高强度石膏2h抗折强度和2h抗压强度，细度，初凝和终凝时间均能满足GB/T9776的要求，具有广阔的应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种制备高强度石膏的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将石膏原料进行预处理，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料经加压流态化煅烧，得到半水石膏；所述流态化煅烧后的气体经除尘后排出；
任选地，所述方法还包括步骤(3)：将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，得到高强度石膏；所述流态化干燥后的气体经除尘后排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述预处理包括：将石膏原料破碎筛分；
优选地，将所述石膏原料破碎筛分至0.01～8mm；
优选地，所述预处理包括：将破碎筛分后的石膏原料与调理剂混合；
优选地，所述调理剂包括碱性物质；
优选地，所述调理剂还包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸钠、硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝、明胶、羧甲基纤维素、柠檬酸、琥珀酸、草酸或丁二酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述碱性物质包括生石灰；
优选地，所述碱性物质的加入量为石膏原料的0.1～3wt％；
优选地，所述调理剂添加量为石膏原料的0.01～0.5wt％；
优选地，加入所述碱性物质后所述石膏原料的pH值为5～7；
优选地，所述预处理还包括：采用水洗、酸洗或浮选的方式去除石膏原料中的氟、磷以及酸性物质。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述石膏原料为磷石膏、脱硫石膏、石膏矿山废料、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏、钛石膏、硼石膏、废旧石膏料、纤维状石膏矿、层状石膏矿、废弃石膏模具中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述流态化煅烧的设备包括鼓泡流化床、搅拌流化床或振动流化床中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述流态化煅烧的温度为120～260℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述流态化煅烧过程中通入热气体；
优选地，所述热气体包括净化后烟气、空气、氮气或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述热气体的温度为150～950℃；
优选地，所述流态化煅烧内热气体气速为0.05～5m/s；
优选地，所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述流态化煅烧的表压为20kPa～0.8MPa；
优选地，所述流态化煅烧过程中通入水和/或水蒸气；
优选地，所述流态化煅烧中水蒸气的分压为5kPa～0.5MPa；
优选地，所述流态化煅烧过程由背压装置控制压力；
优选地，所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述流态化干燥过程中通入热气体；
优选地，所述热气体包括净化后烟气、空气、氮气或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述热气体的温度为150～950℃；
优选地，所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述流态化干燥的设备为文丘里干燥器和/或流化床干燥器。
9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中通入的热气体由燃料燃烧产生，或者所述热气体由空气、氮气或水蒸气经电加热或燃料加热产生。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将石膏原料破碎筛分至0.01～8mm后与调理剂混合调节pH至5～7，得到预处理料；
(2)将步骤(1)所述预处理料送入流态化煅烧的设备中在120～260℃流态化煅烧5～240min，所述流态化煅烧过程中通入热气体，热气体的温度为150～950℃，热气体气速为0.05～5m/s；流态化煅烧过程中还通入水和/或水蒸气，流态化煅烧中水蒸气的分压为5kPa～0.5MPa，流态化煅烧的表压为20kPa～0.8MPa，所述压力由背压装置控制，得到煅烧后产物；
所述流态化煅烧后的气体经一次除尘和二次除尘后排出；所述背压装置设置在一次除尘和二次除尘之间；
(3)将步骤(2)所述煅烧后产物进行流态化干燥，流态化干燥过程中通入热气体，热气体的温度为150～950℃，得到高强度石膏；所述流态化干燥后的气体经二次除尘后排出。
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