一种基于脱硫石膏制备高强石膏的方法与流程

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种基于脱硫石膏制备高强石膏的方法。

背景技术：

脱硫石膏是一种工业副产石膏，在发电厂、炼油厂等工业企业以石灰石除去烟气中的二氧化硫，即脱硫过程中产生。脱硫石膏具有一系列优点，例如其品味很高；主要成分与天然石膏相同，为二水硫酸钙；水化动力学和凝结特征与天然石膏相同，且无放射性。

随着我国烟气脱硫工艺的逐渐采用，脱硫石膏的产量也在迅猛增加，其中少量脱硫石膏被填埋到盐碱地中用于盐碱地的改良，但绝大部分的脱硫石膏是以堆储为主，这不仅会占用土地资源，而且会造成环境的二次污染，因此，对脱硫石膏进行有效的资源化利用极为重要。

目前，以脱硫石膏制备高强石膏的主要方法是蒸压法，即将脱硫石膏置于1.3的大气压下、120℃以上的温度中蒸煮，在转晶剂的作用下将脱硫石膏制备成高强石膏。然而，此种方法工艺较难控制、能耗较高。

技术实现要素：

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种基于脱硫石膏制备高强石膏的方法，该方法操作简单，在短时间内、低于100℃的条件下即可实现脱硫石膏向高强石膏的转化，解决了蒸压法中工艺较难控制、能耗高的问题。

具体地，本申请提供一种制备高强石膏的方法，所述方法包括：

(1)将脱硫石膏干燥，以除去游离水；

(2)将所述步骤(1)中干燥的脱硫石膏研磨；

任选地，将研磨后的脱硫石膏进行筛分，优选地，过230目筛，以除去颗粒杂质；

(3)将所述步骤(2)中研磨后的或者筛分后的脱硫石膏加入到盐酸中，超声形成反应料浆，将所述反应料浆在热水浴条件下反应；

(4)将所述步骤(3)中反应后的料浆进行抽滤，得到白色固体；

(5)将所述步骤(4)中的白色固体干燥，获得最终产品。

在本申请中，所述高强石膏可以为α晶型半水石膏。

在本申请中，所述脱硫石膏可以来源于发电厂、炼油厂等工业企业脱硫过程中产生的工业副产石膏。

在本申请中，在步骤(1)中，所述干燥的温度可以为40℃-50℃。

在本申请中，在步骤(1)中，所述干燥的时间可以为0.5-24小时。

在本申请中，在步骤(1)中，优选地，所述干燥的温度可以为40℃-50℃，所述干燥时间可以为0.5-24小时。

在本申请中，在步骤(2)中，所述研磨的时间可以为10min-15min。

在本申请中，在步骤(3)中，所述脱硫石膏与盐酸的质量分数比可以为1∶(8-10)，盐酸浓度可以为1.5mol/l-2.5mol/l。

在本申请中，在步骤(3)中，所述超声的时间可以为3min-5min。

在本申请中，在步骤(3)中，所述热水浴的温度可以为93℃-97℃。

在本申请中，在步骤(3)中，所述反应的时间可以为2h-3h。

在本申请中，在步骤(3)中，所述超声的时间可以为3min-5min，所述水浴的温度可以为93℃-97℃，所述反应的时间可以为2h-3h。

在本申请中，在步骤(5)中，所述干燥的温度可以为90℃-93℃。

在本申请中，在步骤(5)中，所述干燥的时间可以为2-3小时。

在本申请中，在步骤(5)中，所述干燥的温度可以为90℃-93℃，所述干燥的时间可以为2-3小时。

本申请通过将脱硫石膏干燥，研磨，筛分，酸化，抽滤，干燥，获得高强石膏晶体，该高强石膏晶体具有3∶1的长径比。相比于现有技术中的蒸压法中的高温和高压(1.3大气压、120℃以上)，并需要使用转晶剂，本申请的方法操作简单，容易控制，在常压下进行，操作温度不超过100℃，降低了制备过程中的能耗。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是脱硫石膏和本申请实施例1制备出的高强石膏的xrd图，其中1是本申请实施例1制备出的高强石膏的xrd图，2是脱硫石膏的xrd图；

图2是脱硫石膏和本申请实施例1制备出的高强石膏的edx图，其中图2中a是脱硫石膏的edx图，图2中b是本申请实施例1制备出的高强石膏的edx图；

图3是脱硫石膏和本申请实施例1制备出的高强石膏的sem图，其中图3中a是脱硫石膏的sem图，图3中b是本申请实施例1制备出的高强石膏的sem图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在实施例中，使用shimadzuxrd-7000型x射线衍射分析仪绘制xrd图，采用cu靶kα射线源，管电压为40kv，管电流为30ma，扫描速率为2°/min。使用s-4800场发射扫描电子显微镜(fesem)绘制edx图和sem图，加速电压15kv。

实施例1：

取脱硫石膏3g，在50℃的干燥箱中干燥1小时。将干燥后的脱硫石膏研磨10min并过230目筛筛分，除去较大的杂质颗粒。将筛分后的脱硫石膏加入到装有25ml的1.5mol/l盐酸的广口瓶中，超声2min后在95℃热水浴下反应3小时后，快速抽滤，得到白色固体，将得到的白色固体在93℃的干燥箱中干燥2小时。

实施例2：

取脱硫石膏5g，在45℃的干燥箱中干燥1小时。将干燥后的脱硫石膏加入到装有45ml的2.0mol/l盐酸的广口瓶中，超声后3min在93℃热水浴下反应2.5小时后，快速抽滤，得到白色固体，将得到的白色固体在90℃的干燥箱中干燥2小时。

实施例3：

取脱硫石膏6g，在40℃的干燥箱中干燥2小时。将干燥后的脱硫石膏研磨15min并过230目筛筛分，除去较大的杂质颗粒。将筛分后的脱硫石膏加入到装有55ml的2.5mol/l盐酸的广口瓶中，超声后3min在94℃热水浴下反应3.0小时后，快速抽滤，得到白色固体，将得到的白色固体放入92℃的干燥箱中干燥2小时。

从图1中可以看出，脱硫石膏和本申请实施例1制备出的高强石膏的xrd特征峰。

从图2中可以看出，相比于脱硫石膏的edx图，本申请实施例1制备出的高强石膏的edx图中，明显没有k、f、mg、si、al、fe等杂质。

从图3中可以看出，脱硫石膏呈颗粒状，而本申请实施例1制备出的高强石膏呈柱状晶体的形状。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。