专利名称：一种工业废石膏的固化方法
技术领域：
本发明属于固体废弃物处理领域，是一种将工业废石膏固化后做水泥缓凝剂或建筑石 膏原材料的方法。
背景技术：
我国每年的磷石膏的生产量已经超过3000万吨，每年脱硫石膏达到1000万吨，我国 还有大量的其他化工废石膏的产生，目前的利用率很低。通常这些废石膏中的有效成分 CaS04.2H20、 CaS04.l/2H20和CaS04的含量都高于天然石膏，完全可以代替天然石膏作 为水泥缓凝剂或制备建筑石膏甚至高强石膏之用。但是磷石膏、脱硫石膏等通常是一种膏 状的含水的粉,含水率较高,又具有较高的粘性,其在输送过程中极易黏附在运输设备上，在 将其喂料进入磨机等设备的过程中容易出现堵塞而影响计量的稳定与准确，影响产品的质 量稳定性。
通过工业废石膏的固化造粒技术，将工业废石膏固化成球状、块状或颗粒状，可以克 服以上的问题，近几年我国出现了多种固化造粒技术，大体可以分为4类
1、 半水二水法先将石膏脱水形成CaS04.l/2H20，在喷水条件下用成球盘将半水石 膏粉体成型为球形颗粒，利用半水石膏的胶凝性固化成有一定强度的球形颗粒，其优点 是成球率高，固化快、强度高、生产稳定，但是其成本高、能耗高，其产品和天然石膏 相比，价格优势不明显。
2、 粉体固化剂法利用比较经济的粉体固化剂和废石膏均匀拌合，采用压力成块或 成球的方式成型。其缺点是强度不够高，如果需要强度高则要过高的固化剂掺量，影响 经济性，另外固化的废石膏后容易粉化。
3、 体固化剂法采用液态固化剂和废石膏混合均匀，压力作用下成块成球。其特点
是固化剂通常比较贵，掺量低，因此其拌合的均匀性不好保证，废石膏固化后也容易粉 化。
4、 石灰粉煤灰固化法这是本专利的申请者曾经发明的方法(沈卫国、聂纪强、周 明凯.磷石膏水泥缓凝剂的研究.磷肥和复肥.2005， (5) : 21-23)，该法是固化剂成本 低，但是缺点是强度形成慢，有些工厂不会同时具有石灰粉煤灰和废石膏资源，废石膏 固化后也容易粉化。
废石膏固化的关键在于固化后的石膏在运输过程中成粒状不破坏，不产生扬尘污染， 因此要求破损率和粉化率在20 30%以内；在水的作用小能保持整体性而不粉化、起灰和 扬尘。以上通过固化剂与废石膏混合而使得废石膏整体固化，形成有一定强度的固化体。 固化的根本是固化剂的拌合均匀，固化剂必须有相当的掺量来形成一定的强度。废石膏的固化并不需要整体的固化，如果能将固化石膏的表面进行固化，其内部可以 依靠废石膏颗粒间的内摩擦和毛细吸附作用而保持整体性，这样可以节省大量的固化剂， 固化剂使用量约为整体固化法固化剂用量的10 50% wt左右。同时，由于固化剂主要集 中在球体的表面，因此也可以保证表面不会粉化起灰，是一种经济高效的固化方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于针对目前固化方法中存在的固化剂用量高，拌合不 均匀的问题，采用液体固化剂喷淋、涂抹在压力成型机的滚轮或压板上，将含有一定水分 的废石膏物料在压力下成型，或者在成型后的石膏表面喷洒一定量的液体固化剂，这样废 石膏型体的表面附着有一层固化剂，而形成了坚硬的壳体，内部的废石膏也在压力作用下 形成了足够的强度。这种固化石膏外硬内强，成球率高，可达90%以上；表面致密，不会 由于固化剂添加不匀而形成粉化；在水的浸泡下稳定性好。使用本工艺固化废石膏，产品 的成品率高，无扬尘。
本发明的技术方案是
一种工业废石膏的固化方法，其特征在于，利用液态固化剂喷淋或涂抹在压力成型机辊 轮或压板的表面，将含水分质量为12%-20%的工业废石膏压制成型，成型石膏的表层吸附 有固化剂，或者在成型后的石膏表面喷洒液体固化剂，通过液体固化剂的硬化即形成有坚
硬壳体的固化石膏，其固化剂的量为石膏质量的0. 3 1. 0%。
如上所述的工业废石膏的固化方法，为加快固化进度，采用喷雾的方式在固化石膏的表 面喷入硬化促进剂增强固化石膏的强度，这种固化石膏用于水泥缓凝剂或建筑石膏的原材 料。
本发明所述的工业废石膏是化工废石膏磷石膏、脱硫石膏、黄石膏、盐田石膏或糖石膏。
本发明所述的液态固化剂是水玻璃、酸酐类固化剂(如H-167)或聚氨酯固化剂(又称 PU固化剂或EPU固化剂，)或者是低粘度环氧树脂802， 804或806中的一种或几种的复合。
本发明所述的工业废石膏的固化方法中，所述的压力成型机为压力成球机或压力成块或 压力成条或成棒的设备。
本发明所述的硬化促进剂，对于液态固化剂为水玻璃而言是六氟硅酸钠溶液，对于液态 固化剂为环氧树脂而言是环氧固化促进剂乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺的任 何一种，或者是AC2001。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步说明本发明。 下面实施例利用液态固化剂喷淋或涂抹在压力成型机辊轮或压板的表面，将含水分质量 为12%-20%的工业废石膏压制成型，成型石膏的表层吸附有固化剂，或者在成型后的石膏 表面喷洒液体固化剂，通过液体固化剂的硬化即形成有坚硬壳体的固化石膏，其固化剂的量为石膏质量的0.3 1.0%。其工业废石膏是化工废石膏磷石膏、脱硫石膏、黄石膏、 盐田石膏或糖石膏。液态固化剂是水玻璃、酸酑类固化剂(如H-167)或聚氨酯固化剂(又 称PU固化剂或EPU固化剂，)或者是低粘度环氧树脂802, 804或806中的一种或几种的复 合。液态固化剂为环氧树脂而言是环氧固化促进剂乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯 四胺的任何一种，或者是AC2001。
实施例1
在压力成球机的滚轮表面喷淋一层水玻璃，含水质量为12 18%的磷石膏喂入压力成 球机，压力成球机将磷石膏固化为球体，制备的固化磷石膏成球率达到90%，松散的石膏 含量小于2%，厂区里没有扬尘。在雨天固化比较慢的时候可在磷石膏固化球表面以喷雾的 方式喷少许六氟硅酸钠溶液，其量为石膏质量的0. 005%。配成浓度为10%的溶液使用，使用 时用喷雾器喷到固化球的表面。产品用于水泥缓凝剂。
实施例2
在压力制砖机的成砖压板表面喷淋一层水玻璃，含水质量为12 18%的脱硫石膏喂入 压砖机，压砖机将脱硫石膏固化为砖块，制备的固化脱硫石膏成型率达到90%，松散的石 膏含量小于3%，厂区里没有扬尘。在雨天固化比较慢的时候可在脱硫石膏砖表面以喷雾的 方式喷少许六氟硅酸钠溶液，其量为石膏质量的0.002%。
实施例3
在压力成球机的滚轮表面喷淋一层酸酐类固化剂(如H-167)，含水质量为12 18% 的磷石膏喂入压力成球机，压力成球机将磷石膏固化为球体，制备的固化磷石膏成球率达 到90%，松散的石膏含量小于2%，厂区里没有扬尘。在雨天固化比较慢的时候可在磷石膏 固化球表面以喷雾的方式喷少许增强剂溶液，其量为石膏质量的0.002%。产品可用于水泥 缓凝剂。
实施例4
在压力成球机的滚轮表面喷淋一层环氧树脂802， 804或806中的一种或几种的复合， 含水质量为12 18%的磷石膏喂入压力成球机，压力成球机将磷石膏固化为球体，制备的 固化磷石膏成球率达到90%，松散的石膏含量小于2%，厂区里没有扬尘。在雨天固化比较 慢的时候可在磷石膏固化球表面以喷雾的方式喷少许环氧树脂固化促进剂AC2001溶液，其 量为石膏质量的0.0051产品用于水泥缓凝剂。
实施例5
在压力成球机的滚轮表面喷淋一层水玻璃，含水质量为14 20%的糖石膏喂入压力成 球机，压力成球机将磷石膏固化为球体，制备的固化糖石膏成球率达到90%,松散的石膏含量小于2%，厂区里没有扬尘。在雨天固化比较慢的时候可在磷石膏固化球表面以喷雾的 方式喷少许六氟硅酸钠溶液，其量为石膏质量的0.005%。产品用于水泥缓凝剂。
实施例6
将含水质量为12 18%的磷石膏和粉煤灰的拌合均匀的混合物喂入压力成球机，压力 成球机将磷石膏和粉煤灰固化为球体，在球体表面喷淋一层水玻璃，其量为石膏重量的1% 左右，制备的固化磷石膏成球率达到90%，松散的石膏含量小于2%,厂区里没有扬尘。在 雨天固化比较慢的时候可以在磷石膏固化球表面喷雾的方式喷少许六氟硅酸钠溶液，其量 为石膏质量的0.005%。产品用于水泥缓凝剂。
权利要求
1、一种工业废石膏的固化方法，其特征在于，利用液态固化剂喷淋或涂抹在压力成型机辊轮或压板的表面，将含水分质量为12％-20％的工业废石膏压制成型，成型石膏的表层吸附有固化剂，或者在成型后的石膏表面喷洒液体固化剂，通过液体固化剂的硬化即形成有坚硬壳体的固化石膏，其固化剂的量为石膏质量的0.3～1.0％。
2、 按照权利要求1所述的工业废石膏的固化方法，其特征在于，为加快固化 进度，采用喷雾的方式在固化石膏的表面喷入硬化促进剂增强固化石膏的强度， 这种固化石膏用于水泥缓凝剂或建筑石膏的原材料。
3、 按照权利要求1或2所述的工业废石膏的固化方法，其特征在于，所述的 工业废石膏是化工废石膏磷石膏、脱硫石膏、黄石膏、盐田石膏或糖石膏。
4、 按照权利要求1所述的工业废石膏的固化方法，其特征在于，所述的液态 固化剂是水玻璃、酸酐类固化剂H-167或聚氨酯固化剂，或者是低粘度环氧树脂 802,804或806中的一种或几种的复合。
5、 按照权利要求1所述的工业废石膏的固化方法，其特征在于，所述的压力 成型机为压力成球机或压力成块或压力成条或成棒的设备。
6、 按照权利要求2所述的工业废石膏的固化方法，其特征在于，所述的硬化 促进剂，对于液态固化剂为水玻璃而言是六氟硅酸钠溶液，对于液态固化剂为环 氧树脂而言是环氧固化促进剂乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺的任何 一种，或者是AC2001。
全文摘要
本发明涉及一种工业废石膏的固化方法，利用液态固化剂喷淋或涂抹在压力成型机辊轮或压板的表面，将含有水分质量12％-20％的工业废石膏压制成型，成型石膏的表层吸附有固化剂，或者在成型后的石膏表面喷洒液体固化剂，通过液体固化剂的硬化即形成有坚硬壳体的固化石膏，其固化剂的量为石膏质量的0.3～1.0％。这种固化石膏可以用于水泥缓凝剂和建筑石膏的原材料。该方法可以用于磷石膏、脱硫石膏、黄石膏、盐田石膏和盐石膏等化工废石膏的固化。固化剂是水玻璃、酸酐类固化剂、环氧树脂、聚氨酯固化剂或有机硅固化剂。压力成型机可以是压力成球机、压力制砖机或压力成块、压力成条、成棒的设备。
文档编号C04B11/00GK101671135SQ20091027222
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者沈卫国 申请人:武汉理工大学