CN114231175A

CN114231175A - 用于磷石膏的防结块剂及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN114231175A
Application number: CN202111551348.6A
Authority: CN
Inventors: 汪凤玲; 郑光明; 沈维云; 李防; 孙桦林; 祝贺; 赵春洋
Original assignee: Yidu Xingfa Chemical Co ltd
Current assignee: Yidu Xingfa Chemical Co ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-03-25

Abstract

本发明提供了一种用于磷石膏的防结块剂及其制备方法和使用方法，其包括按质量计的以下原料：表面活性剂3~7%、挥发性溶剂2‑6%、成膜剂：1‑10%，其余为水；其中成膜剂为高含氢硅油；挥发性溶剂为乙醇和/或甲醇。采用本发明提供的防结块剂用于防磷石膏结块时，加入量为磷石膏的1~10%，采用喷雾方式加入，然后混匀，该防结块剂能够有效防止磷石膏结块，并且通过喷雾形式进行添加，使用方便，防结块效果好。

Description

用于磷石膏的防结块剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及磷石膏技术领域，具体为用于磷石膏的防结块剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，制取1吨磷酸(以100%P₂O₅计)会产生4.8～5.0吨磷石膏。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山。

近年来磷石膏的堆存与综合利用问题受到国内外的重视，由于磷石膏含有一定的附着水和结晶水，系强酸金属盐，且常年露天堆积，风吹雨淋，在自然条件下晶体形状和结晶水含量发生变化，在外界环境温度湿度压力等因素影响下，形成晶桥，使颗粒带电，从而相互吸附结块。

随着磷石膏综合利用率提高，陈化的磷石膏被回采利用，磷石膏结块的问题逐渐暴露。目前针对各种材料如肥料、食品等均有防结块研究，有许多防结块剂产品，但是针对磷石膏防结块剂还未见报道。其中有大量专家学者，针对石膏防水性能差，吸水率高缺点进行了大量了研究，开发出一系列石膏防水剂，主要原理是在石膏制品表面涂刷防水功能涂料，或者在制作石膏制品过程中添加火山灰材料和憎水性物质，改变石膏特性，降低石膏制品的吸水性，如“石膏耐水粉”(CN1074235A)由水泥熟料、硫酸铝、硅铝酸盐、塑化剂和缓凝剂组成。公开号CN1051719A中添加钢渣粉到磷石膏中，具有较好的强度和防水性，但是它从根本上改变了石膏的特性,其水化产物已经不属于石膏凝胶材料的范畴。公开号CN103232260A中使用发泡剂、磷酸盐和有机硅等制得防水保温轻质高强α半水石膏板石膏板材。

发明内容

本发明提供一种用于磷石膏的防结块剂及其制备方法和使用方法，采用该防结块剂，能够有效防止磷石膏结块，其通过喷雾形式进行添加，使用方便，防结块效果好。

本发明的技术方案是，一种用于磷石膏的防结块剂，包括按质量计的以下原料：表面活性剂3~7%、挥发性溶剂2-6%、成膜剂：1-10%，其余为水；其中成膜剂为高含氢硅油。

进一步地，所述挥发性溶剂为甲醇和/或乙醇。

进一步地，表面活性剂为吐温-80、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨酸钠中的一种或几种。

进一步地，其中表面活性剂3%、挥发性溶剂6%、成膜剂1%，其余为水。

本发明还涉及所述用于磷石膏的防结块剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将水加热后加入表面活性剂，混匀后停止加热；

S2、S1中的溶液降至室温后，向溶液中加入成膜剂和挥发性溶剂，混匀即得防结块剂。

进一步地，S1中水加热至80℃以上。

本发明还涉及所述用于磷石膏的防结块剂的使用方法，将防结块剂以喷雾形式加入到磷石膏中，混合均匀。

进一步地，防结块剂的加入量为磷石膏质量的1~10%。

进一步地，磷石膏中含水量为10-25%。

进一步地，磷石膏的粒径为20-50μm。

本发明具有以下有益效果：

含氢硅油具有特别优良的疏水性，适合进行玻璃，金属，纤维，粉末的表面处理等很多场合，在各种物质表面形成防水膜，如在水泥、防水石膏板中应用，作为防水剂，在金属盐类催化剂作用下，低温可交联成膜，在表面形成防水膜。但含氢硅油因为本身的粘性和疏水性，不能与磷石膏进行混合，无法起到防结块效果。

本发明改变传统粉状或者油状防结块剂的缺陷，提供的防结块剂，通过加入表面活性剂和水，将其制备成水性液体，成膜剂含量少，而且防结块剂的用量低，成膜剂高含氢硅油的用量小，成本低，使用方便，防结块效果好，而且对磷石膏下一步综合利用无影响，适合工业化制备，有利于推广应用。

在防结块剂的制备过程中，通过将水加热后加入表面活性剂，有助于其与水的混合，通过表面活性剂挥发溶剂和水份复配，制备成水溶性溶液，喷雾使用时，不会堵塞喷头，同时能够确保均匀加入，加入及搅拌过程中还能起到将粉尘的效果。

在防结块剂制备过程中，增加挥发性溶剂，一方面，其有助于成膜剂与水的混合，促进防结块剂的均匀分散；另一方面，其在混合后能够快速挥发，挥发过程中还能带走部分水分，降低磷石膏中的水分，同时均匀混合后的成膜剂具有很好的疏水作用，随着陈化的进行水分含量越来越少，有效防止磷石膏结块。

附图说明

图1为防结块剂的制备流程及使用流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

以下实施例中用到的磷石膏指标：二水硫酸钙（干基）92.19w%，附着水10.02wt%。

实施例1

防结块剂原料配方：水、表面活性剂、成膜剂和挥发性溶剂质量比为90:3:1:6。

制备时，先将水加热至80℃，加入表面活性剂吐温-80，搅拌至全部溶解后，搅拌均匀，停止加热，冷却至室温。再加入成膜剂高含氢硅油和挥发性溶剂乙醇搅拌均匀，即得。

其中水：高含氢硅油分子式为(CH₃)₃Si[(CH₃)SiO][(CH₃)(H)SiO₂]_ySi(CH₃)₃，含氢量1.58-1.60%，粘度, 25°C, 20-30mm2/s，密度, 25°C, 0.98-1.02g/cm³。

使用时，将配置好的防结块剂放入喷雾器中，磷石膏置于搅拌机中，在搅拌的条件下将防结块剂雾化后喷洒在磷石膏表面，防结块剂用量为1%，使磷石膏与防结块剂混合均匀。

实施例2：

防结块剂原料配方：水、表面活性剂、成膜剂、挥发性溶剂质量比为90:3:1:6。

将水加热至80℃，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，搅拌至全部溶解后，搅拌均匀，停止加热，冷却至室温，加入成膜剂高含氢硅油，性能参数同实施例1和挥发性溶剂乙醇，搅拌均匀后即可，将配置好的防结块剂放入喷雾器中，磷石膏置于搅拌机中，在搅拌的条件下将防结块剂雾化后喷洒在磷石膏表面，防结块剂用量为1%，使磷石膏与防结块剂混合均匀。

实施例3：

防结块剂使用时用量为磷石膏的0.5%，其余同实施例2。

实施例4：

防结块剂使用时用量为磷石膏的0.1%，其余同实施例2。

实施例5：

防结块剂原料配方：水、表面活性剂、成膜剂和挥发性溶剂质量比为82：7：5：6。

将水加热至80℃，加入表面活性剂吐温-80，搅拌至全部溶解后，搅拌均匀，停止加热，冷却至室温，加入成膜剂高含氢硅油和挥发性溶剂乙醇，搅拌均匀后即可，将配置好的防结块剂放入喷雾器中，磷石膏置于搅拌机中，在搅拌的条件下将防结块剂雾化后喷洒在磷石膏表面，防结块剂用量为1%，使磷石膏与防结块剂混合均匀。

对比例1：

某种石膏防水剂粉剂主要成分为甲基硅酸，将其与磷石膏置于搅拌机中，防水剂用量为20%，使磷石膏与防结块剂混合均匀，因为磷石膏中含水10.02wt%，在混合过程中粉剂容易结块，难以均匀分散。

对比例2：

将磷石膏加入搅拌机中，不停搅拌，逐滴加入实施例1中的成膜剂高含氢硅油，高含氢硅油：磷石膏的质量比为1:1000，加入后继续搅拌，尽量使二者混合均匀。

对比例3：

将磷石膏加入搅拌机中，不停搅拌，逐滴加入实施例2中的防结块剂，防结块剂：石膏质量比为1:100。

分别对实施例1~5和对比案例1-3所得到的含有防结块剂的磷石膏样品进行结块试验，具体操作如下：用包装袋将处理后的磷石膏进行装袋，放入恒温恒湿箱内，温度为40℃，相对湿度为50%，压上重物，一段时间后取出，从1米高处正反两面各自由摔落2次，烘干，用标准筛筛分，测试结块率，同时做空白对照试验。其中，结块率计算方法为：结块磷石膏质量/磷石膏质量；根据计算公式计算得到实施例1~5、对比例1~3及空白对照的结块率分别为10.21%、7.25%、9.82%、12.51、5.75%、75.21%、72.25%、15.52、85.76%。从结果来看，加入防结块剂可以明显改善磷石膏结块现象，防结块剂粉因为粉剂和含水磷石膏不能混合均匀，效果较差，而单独采用成膜剂，虽然用量1:1000，较实施例中添加的成膜剂用量大，但是防结块效果不佳，主要是疏水性太强，没有分散开，不能与磷石膏混合均匀，而采用滴管式加入实施例2 中的防结块剂，发现防结块效果较喷雾式略差，主要是因为滴入时，防结块剂与磷石膏接触面积小，混合的得不够均匀，实施例5中水：表面活性剂十二烷基硫酸钠：成膜剂：挥发性溶剂乙醇质量比为82:7:5:6时，效果最好，结块率为5.75%，此时高含氢硅油相对于磷石膏添加量为0.5‰，而实施例2中，高含氢硅油相对于磷石膏添加量为0.1‰，结块率从5.75%上升到7.25%。

Claims

1.一种用于磷石膏的防结块剂，其特征在于，包括按质量计的以下原料：表面活性剂3~7%、挥发性溶剂2-6%、成膜剂：1-10%，其余为水；其中成膜剂为高含氢硅油。

2.根据权利要求1所述的防结块剂，其特征在于：所述挥发性溶剂为甲醇和/或乙醇。

3.根据权利要求1所述的防结块剂，其特征在于：表面活性剂为吐温-80、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的防结块剂，其特征在于：其中表面活性剂3%、挥发性溶剂6%、成膜剂1%，其余为水。

5.权利要求1~4任意一项所述用于磷石膏的防结块剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将水加热后加入表面活性剂，混匀后停止加热；

6.根据权利要求1所述的用于磷石膏的防结块剂的制备方法，其特征在于：S1中水加热至80℃以上。

7.权利要求1~4任意一项所述用于磷石膏的防结块剂的使用方法，其特征在于：将防结块剂以喷雾形式加入到磷石膏中，混合均匀。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，防结块剂的加入量为磷石膏质量的1~10%。

9.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：磷石膏中含水量为10-25%。

10.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：磷石膏的粒径为20-50μm。