本发明涉及熟石膏促凝技术，尤指一种熟石膏促凝剂及其制备方法。
背景技术：
在生产纸面石膏板时，脱硫石膏生料的煅烧方式一般为一步法煅烧、两步法煅烧和慢速煅烧，后两种煅烧方式生产的熟料性能稳定，凝结时间较长，因此在石膏板生产过程中需要再添加促凝剂使之在二控切刀前完成终凝。一直以来，促凝剂的选择众多，现在的石膏板厂常用的促凝剂一般为硫酸钾、废板或切边废料等。硫酸钾掺量过多会影响板材粘接和强度，而废板或切边废料中含有纸毛，影响球磨效果和促凝剂的稳定性。此外促凝剂促凝效果的好坏取决于很多因素，例如处理方式，储存条件，干湿度的变化，掺量的多少等。目前国内对石膏板促凝剂的研究尚浅，对于制备促凝剂的方法及配方较少。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种熟石膏促凝剂及其制备方法，能够解决熟石膏中添加促凝剂对石膏板的强度粘结性能等的负面影响；本发明制备的促凝剂因其中没有废板等杂质，球磨效果更好，促凝剂的促凝效果更佳。解决了采用低温烘干石膏耗时长，高温烘干不易控制的缺点，同时结晶水的控制保证了促凝剂的有效成分，既提升产品的稳定性，也增加促凝效果。
本发明通过设计一套制备促凝剂的工艺流程，从促凝剂的处理温度，球磨时间，球磨频率，掺量配比等方面提高了现有技术中的促凝效果。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种熟石膏促凝剂，其中，所述熟石膏促凝剂包括生石膏生料经烘干球磨后得到的磨细生石膏；
在本发明提供的熟石膏促凝剂中，经烘干后的生石膏生料无附着水，经烘干后的生石膏生料结晶水含量为生石膏生料的17wt.％-20wt.％，结晶水的减少量≤5％；
在本发明提供的熟石膏促凝剂中，所述磨细生石膏的比表面积为2000-5000cm2/g。
在本发明提供的熟石膏促凝剂中，所述生石膏生料为脱硫石膏、磷石膏或柠檬酸石膏的一种或多种。
在本发明提供的熟石膏促凝剂中，所述生石膏生料含有附着水，附着水含量小于20wt.％。
在本发明提供的熟石膏促凝剂中，所述生石膏生料品位大于80％，
另一方面，本发明还提供了所述的熟石膏促凝剂的制备方法，包含下列步骤：
1)将生石膏生料烘干；
2)将烘干后的生石膏生料进行球磨，得到的磨细生石膏即熟石膏促凝剂。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，由于石膏生料含有附着水，因此烘干的目的在于去除石膏中的附着水，使其干燥，便于球磨。烘干温度在60℃-90℃的范围内，烘干时间为30-100min。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，球磨操作使用行星球磨机，所述行星球磨机的频率为450hz-550hz；所述球磨时间为30min-120min。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，球磨操作中加入助磨剂，助磨剂的添加量为原料加入量的5wt.％-25wt.％。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，助磨剂为淀粉。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，球磨罐中的磨球与脱硫石膏的质量比为1:2-2:1，且磨球与脱硫石膏的总体积占球磨罐总体积的1/3-2/3。
在本发明提供的熟石膏促凝剂的制备方法中，判定其附着水完全除去的依据是测定烘干后石膏的结晶水在17％-20％。在用行星球磨机球磨干燥的石膏时，保证其比表面积值在2000-5000cm2/g，且避免磨后的脱硫石膏粉磨变黏。
另一方面，本发明提供了一种熟石膏促凝方法，所述熟石膏促凝方法为使用上述的熟石膏促凝剂。
在本发明提供的熟石膏促凝方法中，制得的熟石膏促凝剂在条件允许的情况下现磨现用，否则一定要密封保存，保持干燥。
在本发明提供的熟石膏促凝方法中，所述熟石膏促凝剂用量为熟石膏质量的0.1-2％；熟石膏与水的质量比为0.76-0.8。
本发明使用石膏生料作为促凝剂的原料，通过对石膏生料进行烘干，球磨从而得到效果优良的促凝剂。所述石膏生料的烘干时间与烘干温度要严格把控；所述石膏生料的球磨时间及球磨频率对促凝效果也有很大影响；石膏在刚制备完成后，促凝效果尤为明显，随着时间的推移促凝效果会有所下降。
本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合本发明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。
在本发明的实施例中，本发明提供的一种熟石膏促凝剂，所述熟石膏促凝剂包括生石膏生料经烘干球磨后得到的磨细生石膏；
在本发明的实施例中，经烘干后的生石膏生料无附着水，经烘干后的生石膏生料结晶水含量为生石膏生料的17wt.％-20wt.％，结晶水的减少量≤5％；
在本发明的实施例中，所述磨细生石膏的比表面积为2000-5000cm2/g。
在本发明的实施例中，所述生石膏生料为脱硫石膏、磷石膏或柠檬酸石膏的一种或多种。
在本发明的实施例中，所述生石膏生料含有附着水，附着水含量小于20wt.％。
在本发明的实施例中，所述生石膏生料品位大于80％，
在本发明的实施例中，采用的生石膏生料中，脱硫石膏附着水含量为5.36％，结晶水含量为18.5975％；磷石膏附着水为17.02％，结晶水含量为18.61％；柠檬酸石膏附着水含量为19.38％，结晶水含量为19.92％。助磨剂为淀粉，添加量为磨球与磨料总质量的8wt.％。
实施例1
熟石膏促凝剂的制备步骤为：取脱硫石膏作为原料；将脱硫石膏在烘箱内烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为100min；烘干后的石膏按料球质量配比7:6的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为120min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为2721cm2/g，结晶水含量为18.3472wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.6份，熟石膏100份，水78份。促凝效果见表1。
实施例2
熟石膏促凝剂的制备步骤为：取柠檬酸石膏作为原料；将柠檬酸石膏在烘箱内烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为55min；烘干后的石膏按料球质量配比5:6的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为120min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为4183cm2/g，结晶水含量为19.9242wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.4份，熟石膏100份，水76份。促凝效果见表1。
实施例3
熟石膏促凝剂的制备步骤为：取磷石膏作为原料；将磷石膏在烘箱内烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为30min；烘干后的石膏按料球质量配比1:1的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为120min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为3364cm2/g，结晶水含量为18.5993wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.5份，熟石膏100份，水76份。促凝效果见表1。
对比例1：
对比例1的制备步骤为：取磷石膏作为原料；将磷石膏在烘箱内烘干，烘干温度为40℃，烘干时间为48h；烘干后的石膏按料球质量配比1:1的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为120min，球磨频率为400hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为1311cm2/g，结晶水含量为18.5856wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.8份，熟石膏100份，水78份。促凝效果见表1。
对比例2：
对比例2的制备步骤为：取脱硫石膏作为原料；将脱硫石膏在烘箱内烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为100min；烘干后的石膏按料球质量配比7:6的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为100min，球磨频率为400hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为2:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为2471cm2/g，结晶水含量为12.5689wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为1份，熟石膏100份，水78份。促凝效果见表1。
对比例3：
对比例3的制备步骤为：取脱硫石膏作为原料；将脱硫石膏在烘箱内烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为270min；烘干后的石膏按料球质量配比1:1的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为40min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为1268cm2/g，结晶水含量为16.3483wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.5份，熟石膏100份，水78份。促凝效果见表1。
对比例4
对比例4的制备步骤为：取磷石膏作为原料；将磷石膏在烘箱内烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为45min；烘干后的石膏按料球质量配比1:1的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为110min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为3982cm2/g，结晶水含量为18.3775wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为9份，熟石膏100份，水76份。促凝效果见表1。
对比例5
对比例5的制备步骤为：取柠檬酸石膏作为原料；将柠檬酸石膏在烘箱内烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为20min；烘干后的石膏按料球质量配比7:6的配比在行星式球磨机中球磨，球磨时间为110min，球磨频率为500hz；磨球和磨料总体积与球磨罐总体积的体积比为1:3，磨后的磨细生石膏，即为促凝剂。促凝剂的比表面积为2103cm2/g，结晶水含量为20.5236wt.％。
以不同掺量混合在熟石膏中用作促凝剂使用。其中，促凝剂用量为0.5份，熟石膏100份，水76份。促凝效果见表1。
对比例6
用硫酸钾作熟石膏促凝剂时促凝剂用量为0.4份，熟石膏100份，水80份。促凝效果见表1。。
生石膏粉磨作促凝剂是通过增加石膏浆体中晶核的数量来促使石膏加速凝结。而硫酸钾作促凝剂是硫酸根与钙离子优先发生化学反应从而促进熟石膏的凝结。因此硫酸钾不需要测试隔一天的凝结时间，结晶水，以及比表面积。
测试例：
根据标准gb/t17669.4-1999《建筑石膏净浆物理性能的测定》，gb/t8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》检测样品，结果如下：
表1：实施例与对比例样品促凝效果统计表
由实验结果表明，实施例的初终凝时间均小于对比例。
从对比例1的促凝实验结果可以看出，烘干温度低所需烘干时间长，导致比表面积减小，其促凝效果远低于高温快速的烘干方式。在实际生产中，一般采用低温烘料的方式，如对比例1所示，低温烘料的原因是避免其过烧出现半水硫酸钙抑制促凝效果。但经过本发明提供的稍高温度烘料并不容易过烧，反而促凝效果更好，且节省了生产的时间，降低了能耗。
从对比例2的促凝实验结果可以看出，当生石膏生料烘干温度过高，在60-90℃范围之外时，脱硫石膏过烧使得物料分散，不易团聚，透气度高，比表面积降低。也可从结晶水含量可看出，过烧后的脱硫石膏部分已经变为半水硫酸钙，导致凝结时间变慢。
从对比例3的促凝实验结果可以看出，当生石膏生料的高温烘干时间过长，将会导致生石膏生料过烧，结晶水含量可看出，过烧后的脱硫石膏部分已经变为半水硫酸钙，球磨时间过低，导致凝结时间变慢。
从对比例4的促凝实验结果可以看出，当促凝剂的用量超过熟石膏用量的0.1-2％时，反而会降低促凝剂的促凝效果，导致凝结时间变慢。
从对比例5的促凝实验结果可以看出，当生石膏生料的烘干时间不足，导致生石膏中仍存在附着水，降低促凝剂的促凝效果，导致凝结时间变慢。
对比实施例与对比例可看出烘干温度，球磨频率及烘干和球磨时间都会对凝结时间有影响；此外烘干温度相似，球磨频率的不同，也会使初终凝有较大的不同；若烘干温度过高或高温烘料时间过长，脱硫石膏可能会过烧，也可从结晶水含量可看出，过烧后的脱硫石膏部分已经变为半水硫酸钙，导致凝结时间变慢。若球磨频率过低球磨时间短，脱硫石膏的粒度较大，也会导致凝结时间变缓。促凝剂的掺量适当时，促凝效果才会达到最佳值。将所有样品未密封保存的情况下放置一天后，大多数样品的初终凝时间会延长，因此用脱硫石膏作促凝剂应尽量现磨现用，密封保存。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以再实施的形式上及细节上做任何的修改和变化，但本发明的专利保护范围，仍需以所附的权利要求书所界定的范围为准。