本发明涉及一种α高强石膏粉的制备工艺，特别是一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺。
背景技术：
二水石膏在1.3大气压下，124℃的饱和水蒸气下蒸炼，生成的α型半水石膏磨细制得高强石膏粉。由于在较高压力下分解而形成，高强石膏晶粒较粗，比表面积比较小，调成石膏浆体的可塑需水量很小，约为35-45％，因而硬化后孔隙率小，具有较高的强度(7天可达40mpa)和密实度，故名高强石膏。
目前的α高强石膏粉制备主要是以天然石膏或工业排放的化学石膏为原料，制备原理采用溶解重结晶过程，即二水石膏经高温、或蒸压处理后脱水转变成半水石膏。由此带来的问题，二水石膏的晶形、粒径大小、结晶度以及所含的杂质都影响其脱水转变过程，从而形成胶凝性能差异较大的半水石膏。由于二水石膏晶体需要脱出1.5个结晶水，因此存在能耗大，时间长，工艺复杂等缺点。
电石渣，电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。其主要成分为ca(oh)2(80％-90％)，同时还含有sio2、mgo、al2o3，及少量的caco3、fe2o3、碳渣和s、p等有机杂质。电石渣呈强碱性，其ph值可达12以上。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约12％的工业废液，俗称电石渣浆。由于电石渣数量庞大，运输成本高，现目前主要的处理方式还是就地堆放，但这不仅会占用有限的土地资源，而且污染堆放场地附近的水体及土壤。
本研究者通过研究，采用电石渣原料，以磷酸及硫酸为反应介质，通过控制磷酸浓度及温度，使α型半水硫酸钙直接成核，无需经过二水硫酸钙向α型半水硫酸钙转晶的过程，同时，通过控制电石渣与磷酸质量比，以及硫酸浓度，调控α型半水硫酸钙晶体各晶面的生长速率，实现短柱状晶形控制，从而制备出α高强石膏。该制备技术不仅可以降低现有制备技术的能耗，提高生产效率，简化制备工艺，而且过滤的滤液还能实现循环使用，节约成本；同时，使电石渣变废为宝，实现资源化利用。这对于α高强石膏行业的发展以及电石渣的有效利用和环境保护都具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺。本发明具有α高强石膏粉制备能耗低，效率高，工艺简单，且滤液可循环利用，生产成本低，且将电石渣变废为宝，对环境有益的优点。
本发明的技术方案：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干，粉磨，过筛，得a品；
2)将磷酸置于反应器中，将a品放入反应器中，反应120～180min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品加热升温至设定温度85～95℃，取硫酸溶液，缓慢加入b品中反应60～300min，过滤、分离，并洗涤烘干，即得α高强石膏粉。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤1)中，所述电石渣烘干后，游离水分小于5％。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤1)中，所述电石渣研磨后，粒径为80-120目。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤2)中，所述磷酸溶液浓度为25～35％；所述磷酸溶液与电石渣粉的重量比为2.0～8.0：1。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤2)中，所述反应器内的反应温度为10～20℃，反应环境压力为常压。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤3)中，所述硫酸溶液的浓度为98％，加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.02～1.25倍。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，步骤3)中，所述硫酸的缓慢加入方式是滴加。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，所述步骤3)中，加入硫酸后反应的时间为150～180min。
前述的电石渣制备α高强石膏粉的工艺，所述步骤3)中，是用80～95℃热水洗涤和烘干至游离水分小于2％。
本发明的有益效果
1、本发明的α高强石膏粉制备工艺中，不产生二水石膏晶体，直接得到α半水石膏，因此，不需要蒸压脱水工艺，节约了大量的能耗；并且，大大简化了工艺，提高了生产效率。
2、本发明反应结束后，滤液为磷酸及硫酸混酸溶液，经浓度调节后即可用于另外批次的α高强石膏粉的生产中，可循环利用，进一步降低了生产成本。
3、本发明通过以电石渣为原料进行生产，一方面对电石渣进行了有效的利用，使其变废为宝，并且，使得α高强石膏粉生产成本进一步降低；同时，进一步缓解了大量电石渣对方造成的环境二次污染，对环境保护，实现可持续发展具有重要意义。
反应机理：
电石渣(ca(oh)2)+2h3po4＝ca(h2po4)2+2h2o
ca(h2po4)2+h2so4+0.5h2o＝α-caso4·0.5h2o+2h3po4
本发明电石渣中金属元素，在磷酸的作用下，形成金属离子，从而起到对a半水石膏的晶形调控，促使其定向生长成短柱状；通过对本发明制得的α高强石膏粉进行检测，其白度≥95，杂质含量少，α高强石膏中石膏含量≥98％，完全达到了现目前高品质的α高强石膏的级别。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干至游离水分小于5％，然后粉磨过筛至80目，得a品；
2)将浓度为25％的磷酸置于反应器中，将a品按磷酸溶液与电石渣粉的重量比8.0：1放入反应器中，升温至10℃，在常压下反应180min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品升温至85℃，取浓度为98％的硫酸溶液，缓慢滴加至b品中继续反应，硫酸溶液加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.02倍，反应60min后，过滤、分离，并用80℃热水洗涤烘干至游离水分小于2％，即得α高强石膏粉。
产品的性能指标：标准稠度需水量：0.42；凝结时间：初凝：5min，终凝15min；抗压强度25.78mpa。
实施例2：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干至游离水分小于5％，然后粉磨过筛至90目，得a品；
2)将浓度为30％的磷酸置于反应器中，将a品按磷酸溶液与电石渣粉的重量比6.0：1放入反应器中，升温至12℃，在常压下反应165min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品升温至90℃，取浓度为98％的硫酸溶液，缓慢滴加至b品中继续反应，硫酸溶液加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.1倍，反应120min，过滤、分离，并用85℃热水洗涤烘干至游离水分小于2％，即得α高强石膏粉。
产品的性能指标：标准稠度需水量：0.38；凝结时间：初凝：4min，终凝12min；抗压强度26.12mpa。
实施例3：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干至游离水分小于5％，然后粉磨过筛至100目，得a品；
2)先将浓度为32％的磷酸置于反应器中，再将a品按磷酸溶液与电石渣粉的重量比5.0：1放入反应器中，升温至15℃，在常压下反应150min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品升温至92℃，取浓度为98％的硫酸溶液，缓慢滴加至b品中继续反应，硫酸溶液加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.15倍，反应180min，过滤、分离，并用88℃热水洗涤烘干至游离水分小于2％，即得α高强石膏粉。
产品的性能指标：标准稠度需水量：0.38；凝结时间：初凝5min，终凝：14min；检测得抗压强度27.10mpa。
实施例4：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干至游离水分小于5％，然后粉磨过筛至110目，得a品；
2)将浓度为30％的磷酸置于反应器中，再将a品按磷酸溶液与电石渣粉的重量比3.5：1放入反应器中，升温至18℃，在常压下反应135min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品升温至95℃，取浓度为98％的硫酸溶液，缓慢滴加至b品中继续反应，硫酸溶液加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.20倍，反应250min，过滤、分离，并用90℃热水洗涤烘干至游离水分小于2％，即得α高强石膏粉。
产品的性能指标：标准稠度需水量：0.41；凝结时间：初凝5min，终凝：13min；检测得抗压强度25.21mpa。
实施例5：一种电石渣制备α高强石膏粉的工艺，包括如下步骤：
1)将电石渣烘干至游离水分小于5％，然后粉磨过筛至120目，得a品；
2)将浓度为35％的磷酸置于反应器中，再将a品按磷酸溶液与电石渣粉的重量比2.5：1放入反应器中，升温至20℃，在常压下反应120min，过滤分离后，滤液为b品；
3)将b品加热至90℃，取浓度为98％的硫酸溶液，缓慢滴加至b品中继续反应，硫酸溶液加入后硫酸根浓度为b品中钙离子浓度的1.25倍，反应300min，过滤、分离，并用95℃热水洗涤烘干至游离水分小于2％，即得α高强石膏粉。
产品的性能指标：标准稠度需水量：0.38；凝结时间：初凝6min，终凝：15min；检测得抗压强度25.13mpa。