专利名称：一种以醇水溶液为结晶介质制备α-半水石膏方法
技术领域：
本发明涉及α-半水石膏的制备工艺，具体涉及以二水石膏为原料，常压溶液法制备α-半水石膏的方法。
背景技术：
α-半水石膏是一种性能优良的石膏类型，其制品具有硬度大、强度高、耐磨性好等特点，价值远高于其他石膏类型，广泛应用于模具、模型、建筑、工艺美术、医学等领域。但自然产出的石膏是二水石膏和无水石膏，α-半水石膏则通过二水石膏脱水转化制得。目前已经推广应用的α -半水石膏制备工艺大致分为两大类气相蒸压法和液相蒸压法。这两类工艺的大致操作过程为将经破碎、筛选或压制成型的二水石膏原料放置于密闭的高压反应釜，通入热蒸汽或热的媒晶剂溶液，在一定的压力条件下(如0. 1-lMPa), 控制温度高于二水石膏的脱水温度(如120-180°C )，转化一段时间后将产物干燥或固液分离得到α-半水石膏。这些工艺采用压力设备，温度较高，多采用间歇式操作，生产周期长、 能耗大，成本较高。1960年，德国首次提出常压盐溶液法，其大致内容为将二水石膏投入水中溶解， 并加入一定质量浓度的电解质盐，包括氯化钙，氯化镁和氯化钾中的一种或几种，混勻后加热到一定温度，在常压下结晶反应一段时间，将产物经抽滤分离、洗涤和干燥后得到α -半水石膏。该工艺反应温度维持在90-10(TC，无需高压设备，产品质量较好且易于控制，弥补了蒸压法的不足，近几年发展较快，国内已于2009年在常压盐溶液中完成脱硫石膏(二水石膏为主要成分)转化为α-半水石膏中试规模的研究。但该工艺还存在一些亟待改善的问题，主要包括1)采用盐酸盐水溶液为结晶介质，导致产品中混入较高含量的氯根离子， 限制了产品的品级；2)盐酸盐夹带在α-半水石膏中，导致产品强度降低；幻高浓度盐酸盐溶液容易腐蚀金属设备。为此，人们正致力于开发能避免上述缺点的常压溶液结晶法制备α-半水石膏的工艺技术。目前有人提出一些以强酸为结晶介质的二水石膏生产α-半水石膏的方法，但仍基于电解质溶液为结晶介质。
发明内容
本发明提供一种常压下、在醇水溶液中，以二水石膏为原料制备α-半水石膏的结晶转化工艺。该方法具有常压盐溶液法制备α-半水石膏的优点，弥补了杂质含量偏高、 腐蚀生产系统等不足之处，生产条件则更加温和。一种以醇水溶液为结晶介质制备α -半水石膏的方法，包括如下步骤(1)将二水石膏加入到醇的水溶液中，混勻后形成二水石膏悬浊浆液；(2)将二水石膏悬浊浆液加热，进行常压水热相转化反应，得到α -半水石膏悬浊浆液；(3)将α-半水石膏悬浊浆液进行固液分离，分离出的固相用热水洗涤并干燥，得到α-半水石膏产品。
作为一种优选，可将步骤C3)分离出的液相和洗涤固相得到的洗涤液直接或回收醇后返回步骤(1)中使用。所述的二水石膏的粒径优选20-150 μ m，由于在水溶液中二水石膏必须先溶解， 才能结晶转化为α -半水石膏，二水石膏原料应优选为细颗粒状、粉末状，对于块状二水石
膏，需经破碎磨细。所述的醇为能与水混溶的水溶性醇中的一种或多种，优选乙醇、丙醇、乙二醇和甘油中的一种或者多种。醇类与石膏以及水作用程度较强的基团主要是羟基，含羟基比例高的醇类更能有效降低水活度；且此类醇沸点较高，不易挥发，更适合工业应用。所述的醇水溶液中醇的质量浓度为5% _60%。醇质量浓度越高，则溶液中水活度越低，二水石膏转化的推动力加大，转化速率越快。步骤(1)中所述的二水石膏悬浊浆液中固体含量(质量百分含量)为3%-50%。步骤O)中所述的水热反应温度为60-90°C，水热反应时间为3_36h。反应温度与溶液中醇类的浓度有关，醇类浓度越大，水活度降低程度越大，则所需反应温度越低。步骤(3)中所述的固液分离可采用离心分离或过滤设备(如真空带式过滤机、板框压滤机、转鼓真空过滤机等)方式中的一种或数种的组合。步骤(3)中所述洗涤的热水温度为50-100°C。步骤(3)中所述的干燥可采用烘箱、气流干燥器、流化床干燥器等干燥方式中的一种或几种的组合；干燥温度为40-105°C。该发明所依据的原理如下水溶液中，二水石膏脱水转化生成α -半水石膏可表示为
权利要求
1.一种以醇水溶液为结晶介质制备α-半水石膏的方法，包括如下步骤(1)将二水石膏加入到醇水溶液中，混勻后形成二水石膏悬浊浆液；(2)将二水石膏悬浊浆液加热，进行常压水热相转化反应，得到α-半水石膏悬浊浆液；(3)将α-半水石膏悬浊浆液进行固液分离，分离出的固相用热水洗涤并干燥，得到 α-半水石膏产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的醇为能与水混溶的水溶性醇中的一种或者多种。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的醇为乙醇、丙醇、乙二醇、甘油中的一种或者多种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的醇水溶液中醇的质量浓度为 5% -60%。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二水石膏悬浊浆液中固体的质量百分含量为3% -50%。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水热反应温度为60-90°C。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水热反应时间为3-36h。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中洗涤固相的热水温度为 50-100°C。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述的干燥温度为40-105°C。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)分离出的液相和洗涤固相得到的洗涤液直接或回收醇后返回步骤(1)中使用。
全文摘要
本发明公开了一种以醇水溶液为结晶介质制备α-半水石膏的方法，包括如下步骤(1)将二水石膏加入到醇的水溶液中，混匀后形成二水石膏悬浊浆液；(2)将二水石膏悬浊浆液加热，进行常压水热相转化反应，得到α-半水石膏悬浊浆液；(3)将α-半水石膏悬浊浆液进行固液分离，分离出的固相用热水洗涤并干燥，得到α-半水石膏产品。本发明方法具有常压盐溶液法制备α-半水石膏的优点，弥补了杂质含量偏高、腐蚀生产系统等不足之处，生产条件则更加温和。
文档编号C04B11/02GK102295420SQ20111015930
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者官宝红, 蒋光明 申请人:浙江大学