高炉烟气脱硫建筑石膏及其制备方法与流程

本发明属于建筑石膏制备技术领域，具体涉及高炉烟气脱硫建筑石膏及其制备方法。

背景技术：

我国许多地区的酸雨问题十分严峻，对我国的生态和健康问题已经造成了巨大的影响。而造成酸雨现象的直接原因是因为巨量的煤炭燃烧后排出了含有大量二氧化硫的尾气，空气中含有大量二氧化硫气体后就会形成酸雨。随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高，环保意识的日益加强，绿色环保已成为我国关注的重点。我国政府出台了许多政策和措施来控制二氧化硫的排放，减少二氧化硫在空气中的含量，并规定排放的烟气必须经过脱硫处理后达到一定的排放标准后才能排放。

目前可以采用的烟气脱硫技术非常多，使用最广泛的技术是石灰石/石灰－石膏湿法脱硫技术，该技术以脱硫效率高、操作方便、脱硫工艺成熟、吸收剂廉价等优势成为了使用最广泛的脱硫工艺。随着我国脱硫设施和脱硫技术的迅速发展应用，二氧化硫的排放虽然得到了有效控制，但因为石灰石/石灰－石膏湿法脱硫技术的大量应用，湿法脱硫后会产生巨量的副产物烟气脱硫石膏。烟气脱硫石膏和粉煤灰一起并称为两大工业废弃物，烟气脱硫石膏的堆放不但占用大量土地，还会对空气、和水资源造成严重污染，影响居民的身体健康。石膏在传统方面的应用已经十分成熟，很难有突破性进展，但是将烟气脱硫石膏制成烟气脱硫建筑石膏后生产石膏砌块，不但可以替换严重损耗土地资源的烧结黏土砖，还可以利用大量的烟气脱硫石膏减轻对环境的危害。由于烟气脱硫建筑石膏具有凝结时间短、水化强度较低、吸水率较高及吸水后强度下降等问题，使其得到资源化的应用过程会受到一定的制约。

目前，国内普遍采用掺入有机类材料及无机添加料来改善高炉烟气脱硫石膏的力学性能，从而作为建筑石膏进行使用。掺加料的配比、种类不尽相同，没有统一的方法和标准，地域性差别较大。黄麒祥等(新型建筑材料，2017,44(01):37-39)研究表明将质量百分比为20％的高铝水泥掺入石膏中以后，标准稠度用水量降低到52.9％，试件的28d抗折和抗压强度分别为6.03mpa、11.05mpa，吸水率和软化系数分别为28.23％和0.70，抗折和抗压强度均偏低；赵素宁等(粉煤灰，2013(02):1-3)研究表明将掺量为20.0％的磨细粉煤灰掺入石膏以后，试件28d抗压强度为28.3mpa，但成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有烟气脱硫建筑石膏制备得到的石膏砌块强度低、吸水率高。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是提供了一种高炉烟气脱硫建筑石膏，按照重量比计由以下原料制备得到：高炉烟气脱硫石膏：普通硅酸盐水泥：昔格达土：石灰＝1：0.1～0.15：0.2：0.2。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述高炉烟气脱硫石膏是经湿法脱硫后产生的副产物；粒度在60μm以下；含水量控制在10％以内。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述昔格达土的粒度小于0.3mm，经烘干后使用。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述石灰为二级生石灰。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法，包括如下步骤：将高炉烟气脱硫石膏、普通硅酸盐水泥、昔格达土、石灰研磨成粉末按照重量比1：0.1～0.15：0.2：0.2混合即得。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法，包括如下步骤：向高炉烟气脱硫建筑石膏中加水混合搅拌，倒入模具中成模后进行自然养护即得；所述高炉烟气脱硫建筑石膏中各原料与水的重量比为：高炉烟气脱硫石膏：普通硅酸盐水泥：昔格达土：石灰：水＝1：0.1～0.15：0.2：0.2：0.5～0.75。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法中，所述搅拌的时间控制在1min内。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法中，所述自然养护是在室温下避免阳光直射和雨淋。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏砌块，采用上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法制备得到。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块中，所述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块自然养护28天后的抗折强度为4.0～7.7mpa；抗压强度为25～37mpa；吸水率为15～25％；抗折强度软化系数为0.37～0.64；抗压强度软化系数为0.33～0.47。

本发明的有益效果是：

本发明高炉烟气脱硫建筑石膏制备得到的石膏砌块的强度提高了，同时降低了吸水率，高炉烟气脱硫建筑石膏砌块经28天自然养护后的抗折强度为4.0～7.7mpa；抗压强度为25～37mpa；吸水率为15～25％；抗折强度软化系数为0.37～0.64；抗压强度软化系数为0.33～0.47，大大提高了烟气脱硫建筑石膏的抗压和抗折强度，降低了吸水率。本发明高炉烟气脱硫建筑石膏中采用昔格达土代替粉煤灰，大大节约了成本，并且提供了一种新的高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法。本发明高炉烟气脱硫建筑石膏的制备中加入的昔格达土具有干燥时强度高的特点，使制备得到的高炉脱硫烟气石膏砌块具有较高的强度。

附图说明

图1是本发明方法制备得到的高炉烟气脱硫建筑石膏砌块在实际工程中的应用。

具体实施方式

为了降低烟气脱硫石膏对环境的危害，并充分利用脱硫烟气石膏制备一种新的高炉烟气脱硫建筑石膏，发明人通过研究发现，以昔格达土作为配料添加至高炉烟气脱硫石膏中制备得到的建筑石膏砌块具有较高的抗压和抗折强度，降低了吸水率，并且可以有效降低成本。

本发明提供了一种高炉烟气脱硫建筑石膏，按照重量比计由以下原料制备得到：高炉烟气脱硫石膏：普通硅酸盐水泥：昔格达土：石灰＝1：0.1～0.15：0.2：0.2。

在本发明中，以高炉烟气脱硫石膏为主要原料，添加普通硅酸盐水泥可以提高建筑石膏的抗折强度；添加昔格达土可以提高抗压强度；石灰的作用是降低吸水率。为了使制备得到的高炉烟气建筑石膏砌块具有较好的抗压强度、抗折强度和较低的吸水率，需控制高炉烟气脱硫建筑石膏中高炉烟气脱硫石膏：普通硅酸盐水泥：昔格达土：石灰的重量比为1：0.1～0.15：0.2：0.2。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述高炉烟气脱硫石膏是经湿法脱硫后产生的副产物；粒度在60μm以下；含水量控制在10％以内。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述昔格达土的粒度小于0.3mm，经烘干后使用。为了控制昔格达土与其他物料的接触面积，需控制昔格达土的粒度小于0.3mm。本发明以昔格达土作为原料制备建筑石膏一方面节约了成本，另一方面提高了建筑石膏的强度。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏中，所述普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述石灰为二级生石灰。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法，包括如下步骤：将高炉烟气脱硫石膏、普通硅酸盐水泥、昔格达土、石灰研磨成粉末按照重量比1：0.1～0.15：0.2：0.2混合即得。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法，包括如下步骤：向高炉烟气脱硫建筑石膏中加水混合搅拌，倒入模具中成模后进行自然养护即得；所述高炉烟气脱硫建筑石膏中各原料与水的重量比为：高炉烟气脱硫石膏：普通硅酸盐水泥：昔格达土：石灰：水＝1：0.1～0.15：0.2：0.2：0.5～0.75。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法中，所述搅拌的时间控制在1min内。高炉烟气脱硫石膏添加少量水就会迅速凝结，搅拌时间过长会影响成型，将搅拌时间控制在1min内，在1min内搅拌均匀，有流动性即可。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法中，所述自然养护是在室温下避免阳光直射和雨淋。

本发明还提供了高炉烟气脱硫建筑石膏砌块，采用上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法制备得到。

其中，在上述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块中，所述高炉烟气脱硫建筑石膏砌块自然养护28天后的抗折强度为4.0～7.7mpa；抗压强度为25～37mpa；吸水率为15～25％；抗折强度软化系数为0.37～0.64；抗压强度软化系数为0.33～0.47。高炉烟气脱硫建筑石膏制备得到的石膏砌块的强度具有一定程度的提高，同时降低了吸水率。

下面将通过具体的实施例对本发明作进一步地详细阐述。

本发明实施例中高炉烟气脱硫石膏含有以下重量百分比的化学成分：caso4·2h2o1.2％、caso4·1/2h2o80-90％、caso36％、al2o32.8％、mgo0.86％、sio21.2％和fe2o35.64％。粒度为55μm；含水量为8％。

本发明实施例中普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；昔格达土的粒度小于0.3mm；石灰为二级生石灰。

实施例1

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏包括以下原料：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥300g、昔格达土400g、石灰400g。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法：将上述原料混合均匀即得。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥300g、昔格达土400g、石灰400g和水1360g混合搅拌30s，倒入模具5min后成模，自然养护后得到高炉烟气脱硫建筑石膏砌块。得到的高炉烟气脱硫建筑石膏砌块再进行自然养护28天，在烘箱中烘干后按照(gb/t9776—2008《建筑石膏》)测定抗压强度为27.60mpa；抗折强度为7.53mpa；吸水率为15.11％；抗折强度软化系数为0.64；抗压强度软化系数为0.42。

实施例2

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏包括以下原料：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥210g、昔格达土400g、石灰400g。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法：将上述原料混合均匀即得。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥210g、昔格达土400g、石灰400g和水1500g混合搅拌45s，倒入模具5min后成模，自然养护后得到高炉烟气脱硫建筑石膏砌块。得到的高炉烟气脱硫建筑石膏砌块再进行自然养护28天，在烘箱中烘干后按照(gb/t9776—2008《建筑石膏》)测定抗压强度为30.92mpa；抗折强度为5.57mpa；吸水率为15.44％；抗折强度软化系数为0.45；抗压强度软化系数为0.47。

实施例3

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块包括以下原料：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥250g、昔格达土400g、石灰400g。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法：将上述原料混合均匀即得。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法为：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥250g、昔格达土400g、石灰400g和水1500g混合搅拌50s，倒入模具5min后成模，自然养护后得到高炉烟气脱硫建筑石膏砌块。得到的高炉烟气脱硫建筑石膏砌块再进行自然养护28天，在烘箱中烘干后按照(gb/t9776—2008《建筑石膏》)测定抗压强度为27.60mpa；抗折强度为7.5mpa；吸水率为15.11％；抗折强度软化系数为0.59；抗压强度软化系数为0.42。

实施例4

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块包括以下原料：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥220g、昔格达土400g、石灰400g。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏的制备方法：将上述原料混合均匀即得。

本实施例中高炉烟气脱硫建筑石膏砌块的制备方法为：高炉烟气脱硫石膏2000g、普通硅酸盐水泥220g、昔格达土400g、石灰400g和水1360g混合搅拌55s，倒入模具5min后成模，自然养护后得到高炉烟气脱硫建筑石膏砌块。得到的高炉烟气脱硫建筑石膏砌块养护28天，在烘箱中烘干后按照(gb/t9776—2008《建筑石膏》)测定抗压强度为20.65mpa；抗折强度为5.63mpa；吸水率为22.44％；抗折强度软化系数为0.48；抗压强度软化系数为0.38。