CN115724606B - 以磷石膏为原料生产石膏板的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种以磷石膏为原料生产石膏板的方法，包括以下步骤：磷石膏煅烧后得到建筑石膏粉，建筑石膏粉粉磨改性后作为原料生产石膏板。该方法以磷石膏为单一原料生产石膏板，由于采用了较脱硫石膏价格相对较低的磷石膏，煅烧时更容易脱水，煅烧温度低，需要的热量相应就会减少，可以明显的降低生产成本，提高设备的运行效率，且所得建筑石膏粉满足石膏板生产所需各项性能要求。
Description
技术领域
本申请涉及石膏板生产技术领域，特别是一种以磷石膏为原料生产石膏板的方法。
背景技术
传统石膏板生产以脱硫石膏为主要原料，部分石膏板所用原料中掺杂磷石膏。脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,其主要成分和天然石膏一样,为二水硫酸钙CaSO4·2H2O,作为原料进行大批量石膏板的生产成本较高，且脱硫石膏煅烧困难，不易脱水，需要消耗更多的热量，导致大批量生产中燃煤消耗量增高。
目前工业副产石膏大量堆存，特别是磷石膏既占用土地，又浪费资源，还造成环境污染，但磷石膏较脱硫石膏杂质复杂且难以去除，并且磷石膏具有低温脱水性能，易烧性较好，高温段脱水及沸腾能力减弱，易使粉子相组成不稳定，烧失量大。这些特性降低了以磷石膏为唯一原料制得的建筑石膏凝结性能和硬化能力，降低了石膏粉的品质，严重影响了石膏板的质量和性能，降低了磷石膏在石膏板生产中的利用率。
发明内容
本申请提供了一种以磷石膏为原料生产石膏板的方法，用于解决现有技术中存在的磷石膏中杂质复杂且难以去除，磷石膏具有低温脱水性能，易烧性较好，高温段脱水及沸腾能力减弱，易使粉子相组成不稳定，烧失量大，以磷石膏为单一原料生产的石膏板凝结性能和硬化能力降低的技术问题。
本申请提供了一种以磷石膏为原料生产石膏板的方法，包括以下步骤：磷石膏煅烧后得到建筑石膏粉，建筑石膏粉粉磨改性后作为原料生产石膏板；
煅烧程序包括：
a、在锤式烘干机内进行初步煅烧，热源与原料直接接触换热，原料升温至热源温度后，保温10～30min，初步煅烧所用热源温度在500-520℃内，得到初步石膏粉；
在该温度条件下进行初步煅烧有利于磷石膏中附着水及杂质的快速挥发去除，煅烧时间短，快速煅烧有利于提高建筑石膏粉离子活性，便于通过后续粉磨获得离子均匀的粉体材料；
b、在沸腾炉内对初步石膏粉进行二次煅烧，二次煅烧热源温度在420-440℃内，热源与初步石膏粉间接换热，二次煅烧加热至热源温度后，保温时间长于一次煅烧保温时间，保温时间最长为1小时，煅烧更加均匀，石膏粉有效成分含量较高，得到建筑石膏粉。
磷石膏主要成分为CaSO4.2H2O，经过煅烧后得到β型半水石膏为主的建筑石膏。该过程用方程式表示为：CaSO4.2H2O→CaSO4.1/2H2O+3/2H2O。煅烧温度和程序的控制对磷石膏生产建筑石膏有着至关重要的影响，煅烧控制的关键是保证石膏原料在煅烧设备中均匀的由二水石膏转变为半水石膏，通过该煅烧程序，可尽可能的减少二水相和无水相的存在，从而提高所制得石膏粉的性能。控制合适的煅烧温度、煅烧方式、煅烧时间，并对煅烧后的建筑石膏粉进行合理的陈化及粉磨改性，就能制得优质的适合纸面石膏板的建筑石膏粉。
本申请提供方法分两步对磷石膏进行煅烧，通过不同的煅烧设备、煅烧温度及煅烧方式，去除磷石膏中的杂质，从而有效提高建筑石膏粉的各项性能，所得石膏粉可满足纸面石膏板对石膏粉的性能要求。
该方法通过粉磨改性后，建筑石膏粉的粒径分布范围增大。
磷石膏的颗粒分布高度集中，颗粒级配较差，这种颗粒特征使其流动性很差，水膏比大幅增加，必须进行粉磨改性处理，以增大粒径分布范围，改善其颗粒级配和形状，提高比表面积，提高强度，降低标稠，降低松散容。
优选地，所得建筑石膏粉中半水石膏含量为81.15％；二水石膏含量为2.16％；可溶性无水石膏含量为2.7％；结晶水含量为5.4％。
优选地，建筑石膏粉的松散容量为730g/l；标稠68％；初凝时间3分50秒；终凝时间9分09秒；比表面积为4600m2/g；三相之和为86.01％。
由上可知，采用该方法以单一磷石膏为原料，制得的建筑石膏粉能有效满足石膏板生产所需石膏粉性能。
优选地，生产石膏板时所用添加剂为促凝剂和pH中和剂。
优选地，促凝剂按添加30g/㎡石膏板比例添加。按该量添加后能提高水化率提高和水化速度。
pH中和剂可根据原料浆体的酸碱性选择使用。
优选地，PH值3时，pH中和剂的添加量为2g/㎡，实现将石膏板料浆的pH值调和到4.2。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的以磷石膏为原料生产石膏板的方法，采用磷石膏作为原料生产石膏板，通过对磷石膏煅烧过程的控制，石膏粉的粉磨改性，严格控制，制得合格的建筑石膏粉，同时添加适当的添加剂，来制造高品质的石膏板。
2)本申请所提供的以磷石膏为原料生产石膏板的方法，采用磷石膏为单一原料生产石膏板，由于磷石膏价格较脱硫石膏价格低，煅烧脱水温度更低，生产中所需热量降低，从而有效实现从成本、能耗多方面降低生产成本，提高设备的运行效率。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在实施方式中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本申请中未详述的且并不用于解决本申请技术问题的技术手段，均按本领域公知常识进行设置，且多种公知常识设置方式均可实现。
本申请提供的以磷石膏为原料生产石膏板的方法，对全磷石膏在合适温度下进行煅烧产生的粉料，通过添加合适的添加剂配比，可以生产出符合标准的石膏板材。
实施例
以下实施例中所用物料和仪器如无特殊说明均为商业渠道获得。以下如无特殊说明的操作步骤均为石膏板、建筑石膏粉常用生产操作。在此不累述，具体可参见本领域通用教科书等资料。
实施例1
包括以下步骤：磷石膏煅烧后得到建筑石膏粉，建筑石膏粉粉磨改性后作为原料生产石膏板；
煅烧程序包括：
a、在锤式烘干机内进行初步煅烧，热源与原料直接接触换热，原料升温至热源温度后，保温20min，初步煅烧所用热源温度510℃，得到初步石膏粉；
b、在沸腾炉内对初步石膏粉进行二次煅烧，二次煅烧热源温度430℃，热源与初步石膏粉间接换热，二次煅烧加热至热源温度后，保温时间长于一次煅烧保温时间，保温时间为40min，煅烧更加均匀，石膏粉有效成分含量较高，得到建筑石膏粉。
以所得建筑石膏粉为原料生产石膏板时，配制石膏浆料，石膏浆料中添加促凝剂，并根据实测浆料pH值添加pH中和剂。促凝剂按添加30g/㎡石膏板比例添加。
促凝剂：晶种，定量添加后水化率提高，可提高速度，添加比例30g/㎡。PH中和剂：泰山石晶，PH值3时，添加2g/㎡可调和到4.2
实施例2
与实施例1的区别在于：初步煅烧热源温度500℃,保温10min；
二次煅烧时热源温度420℃，保温时间30min。
实施例3
与实施例1的区别在于：初步煅烧热源温度520℃,保温30min；
二次煅烧时热源温度440℃，保温时间50min。
实施例1～3中所得建筑石膏粉性能如下表所示，各项性能检测方法按建筑石膏粉国标要求进行检测。
由上表可知，采用本申请提供方法，可制得满足石膏板生产所需性能的建筑石膏粉。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种以磷石膏为原料生产石膏板的方法，其特征在于，包括以下步骤：磷石膏煅烧后得到建筑石膏粉，建筑石膏粉粉磨改性后作为原料生产石膏板； 煅烧程序包括： a、在锤式烘干机内进行初步煅烧，热源与原料直接接触换热，原料升温至热源温度后，保温20min，初步煅烧所用热源温度为510℃，得到初步石膏粉； b、在沸腾炉内对初步石膏粉进行二次煅烧，二次煅烧热源温度为430℃，热源与初步石膏粉间接换热，二次煅烧加热至热源温度后，保温时间长于初步煅烧保温时间，保温时间为40min，煅烧更加均匀，石膏粉有效成分含量较高，得到建筑石膏粉； 所得建筑石膏粉中半水石膏含量为81.15%；二水石膏含量为2.16%；可溶性无水石膏含量为2.7%；结晶水含量为5.4%； 建筑石膏粉的松散容量为730g/l；标稠68%；初凝时间3分50秒；终凝时间9分9秒；比表面积为4600 m²/g；三相之和为86.01%； 生产石膏板时所用添加剂为促凝剂和pH中和剂； 促凝剂按添加30g/㎡石膏板比例添加； PH值3时，pH中和剂的添加量为2g/㎡，实现将石膏板料浆的pH值调和到4.2。
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