專利名稱:利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于建筑石膏生產(chǎn)領(lǐng)域,具體涉及ー種利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法。
背景技術(shù):
磷石膏是生產(chǎn)磷酸過程中排除的固體廢渣,每生產(chǎn)I噸P2O5可得4-5噸的干渣磷石膏。根據(jù)濕法磷酸生產(chǎn)エ藝的不同,副產(chǎn)的磷石膏成份也不同,如ニ水法磷酸エ藝副產(chǎn)的磷石膏主要成份為CaSO4 · 2H20,半水法磷酸エ藝副產(chǎn)的磷石膏主要成份為CaSO4 · 1/2H20。國(guó)內(nèi)外使用ニ水法エ藝生產(chǎn)磷酸的企業(yè)較多,因此對(duì)ニ水磷石膏的研究比較多,而且使用 它代替天然石膏生產(chǎn)石膏制品也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,如
公開日期為2006-10-11的中國(guó)專利CN1844009介紹了ー種利用磷石膏制備建筑石膏的方法,該方法使用碳酸鹽石粉預(yù)處理ニ水磷石膏,然后直接煅燒成石膏粉,產(chǎn)品符合國(guó)標(biāo)GB9776-88的要求。使用ニ水磷石膏制備建筑石膏粉存在以下缺點(diǎn)(1) ニ水磷石膏在煅燒成半水石膏過程中需要大量能耗,一部分能耗用于烘干磷石膏中的游離水,另一部分能耗用于除去I. 5個(gè)分子的結(jié)晶水;ニ水磷石膏制備的建筑石膏粉標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大,強(qiáng)度低,用于生產(chǎn)紙面板和砌塊時(shí)烘干能耗高;(3) ニ水磷石膏制備的建筑石膏粉凝結(jié)時(shí)間快,初凝時(shí)間一般在3-5分鐘,用于生產(chǎn)粉刷石膏時(shí)施工操作時(shí)間短,需添加緩凝劑延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。相對(duì)于ニ水磷石膏,由于使用半水法エ藝生產(chǎn)磷酸的企業(yè)不多,所以直接利用半水磷石膏制備石膏粉的文獻(xiàn)很少,國(guó)外文獻(xiàn)《Influence of the technologicalparameters on the structure and properties oi nemi-hydrate phosphogypsum))記載エ業(yè)副產(chǎn)的半水磷石膏雖然晶體結(jié)晶度較高,但是形貌不規(guī)則,且溶解度很低,所以直接烘干制備的石膏粉強(qiáng)度低,目前,雖然在實(shí)驗(yàn)室通過控制エ藝制備出了具有粘結(jié)性的半水磷石膏,只需要烘干游離水便可制備性能優(yōu)異的石膏粉,然而這種方法局限于原礦的來源和雜質(zhì)含量不同,難以在エ業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量少、強(qiáng)度高的建筑石膏粉的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,包括原料煅燒、粉磨和陳化工序,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 60%,ニ水憐石骨40 95%。進(jìn)ー步的,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 30%,ニ水磷石膏70 95%。再進(jìn)ー步的,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏15 25%,ニ水磷石膏75 85%。其中,上述方法中,煅燒エ序出料溫度控制在140 200°C。進(jìn)ー步的,煅燒エ序出料溫度控制在160 180°C。其中,上述方法中,粉磨エ序中控制粉磨粒度為0. 2mm方孔篩篩余< 10%。
其中,上述方法中,陳化時(shí)間為3 7天。本發(fā)明的有益效果是根據(jù)石膏的水化-硬化機(jī)理,石膏漿體的硬化過程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),ニ水磷石膏炒制成的β半水石膏的溶解度高,且標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大,水化-硬化時(shí)可以在較短時(shí)間內(nèi)生成大量晶核、長(zhǎng)大以及形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng),使得漿體初凝時(shí)間快,具有一定的早期強(qiáng)度;當(dāng)這些結(jié)構(gòu)網(wǎng)繼續(xù)長(zhǎng)大時(shí),就會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力,隨著結(jié)構(gòu)越密實(shí),形成的水化物晶體越多,結(jié)晶應(yīng)力也就越大,當(dāng)結(jié)晶應(yīng)カ大于當(dāng)時(shí)結(jié)構(gòu)所能承受的限度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,使最終的硬化體強(qiáng)度降低。而半水磷石膏則相反,半水磷石膏的結(jié)晶度較好,溶解度較低,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量相對(duì)于β半水石膏大大減少,石膏在水化-硬化時(shí)緩慢的生成晶核、長(zhǎng)大以及形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng),使得漿體初凝時(shí)間長(zhǎng),早期強(qiáng)度很低;當(dāng)這些結(jié)構(gòu)網(wǎng)繼續(xù)長(zhǎng)大,結(jié)構(gòu)密實(shí)時(shí),不足以產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力或產(chǎn)生的結(jié)晶應(yīng)力不會(huì)破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng),使得這些結(jié)晶結(jié)構(gòu)隨著水化-硬化過程的進(jìn)行越長(zhǎng)越大,直到反應(yīng)結(jié)束,最終的硬化體強(qiáng)度較高。半水磷石膏直接烘干成石膏粉沒有膠凝性,而ニ水磷石膏煅燒成石膏粉具有良好的膠凝性能,缺點(diǎn)是煅燒過程中除去游離水和結(jié)晶水需要很多能耗。
因此,本發(fā)明將半水和ニ水磷石膏配合使用,并嚴(yán)格控制其配比,克服了単獨(dú)使用半水或ニ水磷石膏的缺點(diǎn),使半水和ニ水磷石膏在性能上相互支持,取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果,使制得的建筑石膏粉不但標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量少,而且強(qiáng)度高;通過不同的原料配比還可以調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間;在石膏粉的煅燒エ藝中能減少大量能耗和時(shí)間,又因?yàn)橹苽涞氖喾坌杷看蠓葴p少,所以在生產(chǎn)紙面石膏板和石膏砌塊的烘干エ序中也能節(jié)約大量能耗和時(shí)間,降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)量;用磷石膏取代天然石膏生產(chǎn)建筑石膏粉,又從原料上降低了生產(chǎn)成本,將磷石膏變廢為寶,有效地治理了磷石膏廢渣對(duì)環(huán)境的污染和危害,具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,包括原料煅燒、粉磨和陳化工序,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 60%,ニ水磷石膏40 95%。本發(fā)明按照以上配比生產(chǎn)建筑石膏粉就可保證制備的建筑石膏質(zhì)量,又可以節(jié)省大量能耗。優(yōu)選的,為了建筑石膏粉質(zhì)量更好,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 30%,ニ水憐石骨70 95%。發(fā)明人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),按本發(fā)明方法生產(chǎn)建筑石膏節(jié)省的能耗隨著半水磷石膏的添加量増大而增加,建筑石膏強(qiáng)度先隨著半水磷石膏的添加量増大而增加,待添加量達(dá)到20%左右時(shí),石膏粉抗折抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值,然后隨著半水磷石膏的添加量增大而減少,因此,為了使建筑石膏粉的質(zhì)量最好,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏15 25 %,ニ水磷石膏75 85%。優(yōu)選的,上述方法煅燒エ序出料溫度控制在140 200°C。出料溫度在140度以下即出料溫度過低,建筑石膏中含有相當(dāng)一部分的ニ水石膏,建筑石膏強(qiáng)度低,凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng);出料溫度在200度以上時(shí),建筑石膏中含有大量可溶性無水石膏,需水量増大,凝結(jié)快,存在假凝現(xiàn)象,質(zhì)量不穩(wěn)定。
發(fā)明人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),煅燒エ序出料溫度在160°C 180°C時(shí),建筑石膏粉中二水石膏和無水石膏含量少,因此制備的石膏粉質(zhì)量好,性能穩(wěn)定,因此,煅燒エ序出料溫度優(yōu)選控制在160 180 0C ο石膏經(jīng)過球磨后,比表面積顯著増加,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大幅度降低,強(qiáng)度也相應(yīng)有較大提高,凝結(jié)時(shí)間縮短,因此,上述方法中,粉磨エ序中優(yōu)選控制粉磨粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%。優(yōu)選的,為了使建筑石膏性能更加穩(wěn)定,上述方法中,陳化時(shí)間為3 7天。下面同時(shí)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的說明,但并不因此將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例之中。實(shí)施例I
將半水磷石膏、ニ水磷石膏按20:80的比例配制2kg原料,將原料投入炒鍋中炒制,物料溫度達(dá)到200°C時(shí)取出,待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%,陳化3天制得建筑石膏粉。實(shí)施例2將半水磷石膏、ニ水磷石膏按5:95的比例配比2kg原料,將原料投入炒鍋中炒制,物料溫度達(dá)到160°C時(shí)取出,待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%,陳化3天制得建筑石膏粉。實(shí)施例3將半水磷石膏、ニ水磷石膏按10:90的比例配比2kg原料,將原料投入炒鍋中炒制,物料溫度達(dá)到180°C時(shí)取出,待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%,陳化3天制得建筑石膏粉。實(shí)施例4將半水磷石膏、ニ水磷石膏按40:60的比例配比300t原料,通過喂料機(jī)每小時(shí)輸送20t原料均勻地進(jìn)入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中,控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C,出ロ溫度在160-180°C,煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%,通過成品提升機(jī)送入成品庫(kù)冷卻、陳化3天后,即可得到合格的建筑石膏粉。實(shí)施例5將半水磷石膏、ニ水磷石膏按20:80的比例配比300t原料,通過喂料機(jī)每小時(shí)輸送20t原料均勻地進(jìn)入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中,控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C,出ロ溫度在160-180°C,煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%,通過成品提升機(jī)送入成品庫(kù)冷卻、陳化3天后,即可得到合格的建筑石膏粉。對(duì)比例I將300t ニ水磷石膏原料通過喂料機(jī)每小時(shí)輸送20t原料均勻地進(jìn)入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中,控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C,出ロ溫度在160-180°C,煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2_方孔篩篩余< 10%,通過成品提升機(jī)送入成品庫(kù)冷卻、陳化3天后,即可得到合格的建筑石膏粉。實(shí)施例I 5和對(duì)比例I制備的建筑石膏粉的性能見表I :表I建筑石骨粉性能表
從實(shí)施例和對(duì)比例可知,本發(fā)明將半水和ニ水磷石膏配合使用,并嚴(yán)格控制其配比,克服了単獨(dú)使用半水或ニ水磷石膏的缺點(diǎn),使半水和ニ水磷石膏在性能上相互支持,生產(chǎn)成本低,并且制得的建筑石膏粉標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量少,抗折、抗壓強(qiáng)度高,取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,包括原料煅燒、粉磨和陳化工序,其特征在于所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 60%,二水磷石膏40 95%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5 30%,二水磷石膏70 95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏15 25%,二水磷石膏75 85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于煅燒工序出料溫度控制在140 200°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于煅燒工序出料溫度控制在160 180°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于粉磨工序中控制粉磨粒度為0. 2mm方孔篩篩余< 10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法,其特征在于陳化時(shí)間為3 7天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量少、強(qiáng)度高的建筑石膏粉的方法,屬于建筑石膏生產(chǎn)領(lǐng)域。該方法包括原料煅燒、粉磨和陳化工序,所述原料按重量計(jì)為半水磷石膏5~60%,二水磷石膏40~95%。本發(fā)明將半水和二水磷石膏配合使用,并嚴(yán)格控制其配比,克服了單獨(dú)使用半水或二水磷石膏的缺點(diǎn),使半水和二水磷石膏在性能上相互支持,使制得的建筑石膏粉不但標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量少,而且強(qiáng)度高;用磷石膏取代天然石膏生產(chǎn)建筑石膏粉,降低了生產(chǎn)成本,將磷石膏變廢為寶,有效地治理了磷石膏廢渣對(duì)環(huán)境的污染和危害,具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C04B11/26GK102731000SQ201210217290
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者劉興良, 李建秋, 李春梅, 李進(jìn), 李順方, 王佳才 申請(qǐng)人:貴州川恒化工有限責(zé)任公司