CN114735741A - 一种防止石膏矿体开裂的制备方法 - Google Patents

一种防止石膏矿体开裂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止石膏矿体开裂的制备方法，采用去除石膏矿体的附着水的方式缓解开裂现象，去除附着水的方法包括采用经冷冻的切割设备切割石膏矿体、在干燥环境下或采用干燥方法制取石膏矿体。采用本发明方法处理后的石膏矿体可在室内最久保存3年也未见异常；在成品的制作过程中也未在出现断裂现象，彻底的解决了石膏矿体在作业过程中易出现的开裂问题，显著降低资源消耗。

Description

一种防止石膏矿体开裂的制备方法
技术领域
本发明涉及石膏制品的技术领域，具体涉及一种防止石膏矿体开裂的制备方法。
背景技术
石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料，可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。
天然的石膏矿中既包括在日常生产生活中广泛使用的生石膏，即二水石膏，也包括大量的硬石膏，即无水石膏，以及生石膏和硬石膏共生的混合石膏。我国的天然石膏储量丰富，其中硬石膏占石膏资源总量的42％～60％，储量居世界第一，且品位高、分布广。
二水石膏大多被用作石膏板和石膏灰泥等建筑材料的原料。一般情况下，石膏矿产地不同，二水石膏的结晶水也不同，结晶水高于17％的原矿石膏可用作石膏粉或高强石膏粉的原料，结晶水低于17％的原矿石膏做出来的石膏粉质量不达标，而结晶水低于13％的原矿石膏甚至不能用于水泥生产的添加剂。
因硬石膏结构致密、溶解缓慢、水化活性低，不适于传统的将石膏熟化的工艺，因此在实际应用中，特别是石膏建材的制备中，主要以二水石膏作为原料，其年开采量超过了4000万吨，在二水石膏开采中大量伴生的硬石膏因缺乏利用渠道而废置，给环境和资源利用带来了极大的压力。
将不能用于水泥生产、石膏粉烧制的混合石膏、无水石膏通过切割分离得到正方型、长方型及不规则的型状的石膏矿体，俗称荒料，从矿山开采点运输转运到下游深加工企业。
专利CN106083190B公开了一种新型石膏制品及其制备方法，该发明用物理的方法将石膏、硬石膏及混合石膏综合利用，能够显著降低能源消耗，能够有效防止石膏成品在长期应用中风化水解，同时应用与装饰效果良好，极大的提高了石膏的附加值。但该专利使用的从矿山分离切割出来的原料石膏、硬石膏及混合石膏在存放30天左右就出现开裂，甚至膏体断裂的现象，让本是价值很高的能用于生产“冻玉”产品的原材料变成了废料，采用该专利方法生产成品，时间须控制在15天以内，因生产、运输条件等的限制，15天很难将荒料加工成成品，荒料存放时间长了，就逐渐成了不符合质量的废弃物，所以必须对荒料进行不开裂处理。
发明内容
针对上述技术问题，发明人经过多年的探索、实践、研究，用了很多方式、方法，最终清楚了石膏矿体产生裂纹的原因和症结所在：由于生石膏存在风化水解的特性，加之大部份石膏矿的密度(目前只发现新疆阿克陶的石膏密度较高)没有大理石、花岗石、硅石的密度高，导致切割好的矿体在用水冷却切割设备时吸附了冷却水而富含水份，加之长时间的露天存放，又有雨水、阳光、空气时间的作用，以及热胀冷缩的因素的共同作用和影响，只要从矿山中切割分离出来的矿体有小裂隙，小气孔，裂纹首先就会从这些地方开始显现出来，逐渐蔓延开，最终导致严重开裂甚至断裂，给后期的成品加工带来很大的麻烦，致使石材的成材率降低。
矿体即使存放相当一段时间后，即使还未形成穿透裂纹，但有1/2左右裂纹的时候在成品生产线上也最容易出现分切割的板材容易断掉，造成停机、停产的问题，不仅产生安全隐患，还会产生大量生产残次品和废品，这些残次品、废品若丢弃不仅浪费了资源，使经济效益受很大影响，还会造成环境污染。
因此，发明人为了解决石膏矿体的开裂问题，发明了一种能够防止石膏矿体产生裂纹的方法，能够提高矿产品的质量以及利用率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种防止石膏矿体开裂的制备方法，去除石膏矿体的附着水。
去除附着水的方法为:用经冷冻的切割设备切割石膏矿体去除附着水，切割设备工作时的温度不高于60℃。
去除石膏矿体附着水的方式还包括：在干燥环境下制取石膏矿体；在干燥环境下制取得到的石膏矿体不含附着水。
所述“干燥环境”是指在防雨、防水的地方制取石膏矿体，制取过程中不沾水。
当制取得到的石膏矿体内含有附着水时，本发明去除石膏矿体附着水的方式还包括：采用干燥方法制取石膏矿体。
所述“干燥方法”是指能够去除石膏矿体内附着水的干燥方法，包括但不限于烘干、加入干燥剂、冷冻干燥、微波干燥、真空干燥、红外线干燥等，只要能够达到去除石膏矿体内附着水的干燥方法都在本发明保护的范围内。
进一步地，采用烘干的方式去除石膏矿体的附着水，所述烘干的温度不超过80℃。
若温度超过80℃，温度越高，石膏分子式中的结晶水会遭到破坏，从而损坏矿体的品质，失去石膏矿体应有的特性和优良品质。
进一步地，烘干时，取一个容器罩在排气孔上，待排气口外罩的容器下口边缘没有水滴和水气排出后，再延长30～60分钟的烘干时间。
在去除附着水后还包括如下步骤：用透明的粘合剂将烘干后的石膏矿体全部表面进行喷涂，待喷涂的粘合剂固化后用覆盖物对石膏矿体进行全覆盖，放入阴凉干燥的地方存放，备用。
本发明在石膏矿体烘干后及时填、喷、补胶有两个作用，一、阻止雨水、水份二次进入矿体，阻断了矿体不受污染，阻断了与空气的直接接触；二、填补孔洞与缝隙能提升产品的质量，减少加工过程的损耗。
进一步地，待烘干的石膏矿体温度降至30～50℃时开始喷涂粘合剂；
进一步地，喷涂粘合剂的厚度为0.5～2mm；
进一步地，所述粘合剂选自AB胶、瓜尔胶、聚甲基吡咯烷酮、聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅胶粘剂中的一种或多种。
本发明所述粘合剂为透明、透光、粘度高、渗透性好，且无毒、无害的胶，能够保持石膏矿体的优异的天然属性。
进一步地，所述粘合剂为AB胶。
进一步地，所述覆盖物包括但不限于黑色薄膜、聚丙烯彩条布、隔热保温棉、塑料袋、涂胶中的一种或几种；出于成本考虑，可以选用黑色薄膜或彩条布作为覆盖物。
本发明用覆盖物覆盖石膏矿体，不仅能够防止荒料与潮湿空气再接触，还能起到避光，降低温差的作用。
发明人在得到本发明技术方案之前，也试过了很多方法，如仅用棉被、隔热保温棉、黑色薄膜、聚丙烯彩条布包裹覆盖石膏矿体，或用AB胶涂刷石膏矿体，但对缓解开裂均不起作用；发明人进一步改进，用厚塑料袋包装石膏矿体后，抽成真空隔绝空气、水份，再储运，虽然稍有缓解开裂现象，但不明显；发明人又试着用AB胶涂刷石膏矿体，再用厚塑料袋包装后，抽成真空再储运，似乎有延缓开裂的作用，但效果也不明显，在经历不断的失败、试验后，发明人意识到，石膏附着水、潮湿空气对矿体的保存时长有不可忽视的作用，还是要回到去除石膏附着水的方式上，最后，发明人采用防止、去除石膏矿体的附着水的方式可以使石膏矿体在室内的存放时间达到2个月到一年左右。
发明人进一步发现，时间跨度长，根据矿体的安稳和孔的大小，石膏矿体在最长存放一年时间后开始出现裂纹，为了能够延长石膏矿体的存放时间，发明人最终在去除石膏附着水后，对其进行封胶、严密覆盖防止石膏矿体与潮湿空气二次吸水的方式，彻底的解决了石膏矿体开裂的问题，可在室内保存3年未见异常，在成品制作过程中也未再出现断裂现象。
有益效果：
矿体从矿山中分离出来后，在堆码储存、运输、再堆码再储存的过程中时间跨度较长，少则30天左右，多则一年以上，才能由下游厂家制成成品，加之雨水侵入，导致石膏矿体在两个月左右的时间就开始出现裂纹，直至最终穿透式的开裂，本发明方法能够彻底解决石膏在存放过程中出现的开裂、断裂现象，且在室内最长时间能够保存3年未见异常，在成品制作过程中也未再出现断裂现象，彻底的解决了石膏矿体开裂的问题，显著降低了资源消耗，变废为宝，促进了循环经济的发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中的试剂均为常规市售能够得到；若无特殊说明，试剂的种类不影响最终效果；本发明中出现的技术用词应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解相关术语在本发明中的具体含义。
实施例1
石膏矿体(荒料)从矿山分离出来后，马上送入烘房烘干矿体内的附着水，烘房及干燥的温度控制在60～80℃，不允许高温烘烤，温度过高；在烘干房开始工作时，肉眼能见排气孔有水气排出，在排气孔外设置一个简单但又便于观察的金属容器，直径在800mm左右，容器的高度在1000mm为宜，将容器倒置于排气孔之上，容器体外壁覆盖一层或二层厚度不超过60mm的保温棉便于室外温度过低时不影响观察。桶壁与排气孔的接触距离宜大于400mm，看不见容器的下口边缘有水往下滴了，水份则基本上脱除完了，直到看不见水珠下滴和无水气排出了，再延长30分钟至60分钟的烘干时间，确保烘干效果。
经上述方法处理后的石膏矿体在室内保存2个月到一年未见异常，且在成品制作过程中未在出现断裂现象，以本发明方法得到的石膏矿体为原料，采用专利CN106083190B的技术进行技术处理，即可得到完美的产品。
实施例2
建设一个可拆卸、可移动、防雨、防水的冷冻库房，将切割设备置于冷冻库房中，低温冷却绳锯与锯片，使冷冻库房内的温度调整到能抵消因摩擦产生热量的锯片和绳锯的温度为宜。最终，处于切割工作中的锯片、绳锯的温度不得高于60℃，冷冻切割后的石膏矿体内不含附着水。该方法制得的干品石膏矿体可在室内保存2个月到一年未见异常，且在成品制作过程中未在出现断裂现象，以本发明方法得到的石膏矿体为原料，采用专利CN106083190B的技术进行技术处理，即可得到完美的产品。
实施例3
(1)石膏矿体(荒料)从矿山分离出来后，马上送入烘房烘干矿体内的附着水，烘房及干燥的温度控制在60～80℃，不允许高温烘烤，温度过高；在烘干房开始工作时，肉眼能见排气孔有水气排出，在排气孔外设置一个简单但又便于观察的金属容器，直径在800mm左右，容器的高度在1000mm为宜，将容器倒置于排气孔之上，容器体外壁覆盖一层或二层厚度不超过60mm的保温棉便于室外温度过低时不影响观察。桶壁与排气孔的接触距离宜大于400mm，看不见容器的下口边缘有水往下滴了，水份则基本上脱除完了，直到看不见水珠下滴和无水气排出了，再延长30分钟至60分钟的烘干时间，确保烘干效果。
(2)矿体烘干后，马上送入阴凉干燥的车间进行待喷涂作业，用AB胶通过喷涂的方法将矿体的整个切面进行全覆盖，附着在石膏矿体表面的AB胶厚度控制在0.5至2毫米之间，让AB胶填满裂缝，及大小气孔，待AB胶固化后再用隔光、隔热保温的环保材料聚丙烯彩条布二次覆盖石膏矿体的全部面。
经上述方法处理后的石膏矿体在室内保存3年未见异常，且在成品制作过程中未在出现断裂现象，彻底的解决了石膏矿体开裂的问题，以本发明方法得到的石膏矿体为原料，采用专利CN106083190B的技术进行技术处理，即可得到完美的产品。
实施例4
(1)石膏矿体(荒料)从矿山分离出来后，马上送入烘房烘干矿体内的附着水，烘房及干燥的温度控制在60～80℃，不允许高温烘烤，温度过高；在烘干房开始工作时，肉眼能见排气孔有水气排出，在排气孔外设置一个简单但又便于观察的金属容器，直径在800mm左右，容器的高度在1000mm为宜，将容器倒置于排气孔之上，容器体外壁覆盖一层或二层厚度不超过60mm的保温棉便于室外温度过低时不影响观察。桶壁与排气孔的接触距离宜大于400mm，看不见容器的下口边缘有水往下滴了，水份则基本上脱除完了，直到看不见水珠下滴和无水气排出了，再延长30分钟至60分钟的烘干时间，确保烘干效果。
(2)矿体烘干后，用具有隔光、隔热、防水渗透的膜、或布对石膏矿体的整个面进行全覆盖，达到防止雨淋，并能阻隔空气的目的，密封完成后送入干燥的地方存放，等待喷涂；
在阴凉干燥的车间进行待喷涂作业，先去除表面覆盖层，用AB胶通过喷涂的方法将矿体的整个切面进行全覆盖，附着在石膏矿体表面的AB胶厚度控制在0.5至2毫米之间，让AB胶填满裂缝，及大小气孔，待AB胶固化后再用隔光、隔热保温的环保材料聚丙烯彩条布二次覆盖石膏矿体的全部面。
经上述方法处理后的石膏矿体在室内保存3年未见异常，且在成品制作过程中未在出现断裂现象，彻底的解决了石膏矿体开裂的问题。以本发明方法得到的石膏矿体为原料，采用专利CN106083190B的技术进行技术处理，即可得到完美的产品。
实施例5
(1)建设一个可拆卸、可移动、防雨、防水的冷冻库房，将切割设备置于冷冻库房中，低温冷却绳锯与锯片，使冷冻库房内的温度调整到能抵消因摩擦产生热量的锯片和绳锯的温度为宜。最终，处于切割工作中的锯片、绳锯的温度不得高于60℃，冷冻切割后的石膏矿体内不含附着水。
(2)矿体切割后，马上送入阴凉干燥的车间进行待喷涂作业，用AB胶通过喷涂的方法将矿体的整个切面进行全覆盖，附着在石膏矿体表面的AB胶厚度控制在0.5至2毫米之间，让AB胶填满裂缝，及大小气孔，待AB胶固化后再用隔光、隔热保温的环保材料聚丙烯彩条布二次覆盖石膏矿体的全部面。
该方法制得的干品石膏矿体可在室内保存3年未见异常，且在成品制作过程中未在出现断裂现象，彻底的解决了石膏矿体开裂的问题，以本发明方法得到的石膏矿体为原料，采用专利CN106083190B的技术进行技术处理，即可得到完美的产品。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种防止石膏矿体开裂的制备方法，其特征在于，去除石膏矿体的附着水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用经冷冻的切割设备切割石膏矿体去除附着水，切割设备工作时的温度不高于60℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，去除石膏矿体附着水的方式还包括：在干燥环境下制取石膏矿体。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，去除石膏矿体附着水的方式还包括：采用干燥方法制取石膏矿体。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用烘干的方式去除石膏矿体的附着水，所述烘干的温度不超过80℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，烘干时，取一个容器罩在排气孔上，待排气口外罩的容器下口边缘没有水滴和水气排出后，再延长30～60分钟的烘干时间。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，去除附着水后还包括如下步骤：用透明的粘合剂将烘干后的石膏矿体全部表面进行喷涂，待喷涂的粘合剂固化后用覆盖物对石膏矿体进行全覆盖，放入阴凉干燥的地方存放，备用。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，待烘干的石膏矿体温度降至30～50℃时开始喷涂粘合剂；
进一步地，喷涂粘合剂的厚度为0.5～2mm；
进一步地，所述粘合剂选自AB胶、瓜尔胶、聚甲基吡咯烷酮、聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅胶粘剂中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为AB胶。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖物选自黑色薄膜、聚丙烯彩条布、隔热保温棉、塑料袋、涂胶中的一种或几种。
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