一种β-磷建筑石膏的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磷建筑石膏的制备方法，属于石膏材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 0 _磷建筑石膏是指利用磷石膏废料经过除杂和转晶处理后形成0 _磷建筑石 膏（0 _磷半水石膏CaS04 ? 1/2H20)。通常以磷石膏为原料制取的0 -磷建筑石膏，其组成 中0 -半水硫酸钙（0 -CaS04 ? 1/2H20)的含量(质量分数）应不小于60. 0% (国家标准GB/ T9776-2008)。
[0003] 目前制备磷建筑石膏主要是通过水洗、浮选、中和、煅烧四个环节。其中，在 预处理阶段的水洗、浮选、中和过程不但需要添加大量的化学试剂(造成二次污染)，而且其 工艺复杂繁琐。因此，有必要对磷建筑石膏的前期预处理工艺进行改进，以达到制备 0 _磷建筑石膏生产工艺简单、产品性价比高，降低二次污染的目的。
【发明内容】
[0004] 为解决目前生产磷建筑石膏时添加大量化学试剂、生产工艺复杂繁琐、二次 污染较严重等现状，本发明提供一种磷建筑石膏的制备方法，以达到简化磷建筑石 膏生产工艺，减少二次污染的目的。
[0005] 本发明技术方案和步骤如下：一种P _磷建筑石膏的制备方法，经过下列各步骤： (1) 将磷石膏进行筛分； (2) 将步骤（1)筛分后的磷石霄与水、梓檬酸按质量比为150: (70~80): (0.45~0.525) 进行混合，得到混合物料； (3) 将步骤（2)所得混合物料搅拌10~20min使之均匀，再静置30~40min，以去除浮在 液体表面上的漂浮物，重复搅拌和静置的操作直至混合物料的表面漂浮物被清除完全； (4) 将步骤（3)处理后的混合物料加入Ca(0H)2，再搅拌10~20min，静置30~40min，测量 pH值，重复加入Ca (0H) 2、搅拌和静置的操作，直至混合物料的pH值为7~10,得到出料； (5) 将步骤（4)所得出料铺至厚度为2~4cm，再置于鼓风恒温烘箱中以160°C加热3h实 现干燥，然后自然冷却至常温，经再次筛分后即得到磷建筑石膏。
[0006] 所述步骤（2)中柠檬酸的粒径为1 其质量百分比的成分为： C6Hs07 ? H20多99. 5%，其余为杂质。柠檬酸作为媒晶剂，有促进晶体表面从散片状向短粗状 方向发展的作用，且柠檬酸价格低廉。
[0007] 所述步骤（1)和步骤（5)中的筛分是通过筛孔尺寸为0. 2_的方孔筛，使粒度为 100~200 目。
[0008] 所述步骤（1)中磷石膏的质量百分比的成分为： S03 43 . 00~46. 00%、P205 0? 50~0. 70%、Si02 1 3 . 00~16. 00%、 CaO 19. 00~22. 00%、Fe203 0? 30~0. 50%、MgO 0? 03~0. 035%、 H20 4. 00~7. 00%、F 0? 11~0. 20%、A1203 0? 50~1. 00%、C1 0? 011~0. 013%。
[0009] 所述步骤（5)所得磷建筑石膏的质量百分比的成分为： S03 50 . 00~55. 00%、P205 0? 40~0. 50%、Si02 1 2 . 00~14. 00%、 CaO 25. 00~27. 00%、Fe203 0? 30~0. 45%、MgO 0? 03~0. 035%、 H20 2. 00~3. 00%、F 0? 05~0. 08%、A1203 0? 50~1. 00%、C1 0? 011~0. 013%。
[0010] 本发明两次运用筛分技术，最终获得满足国家标准要求的0 -磷建筑石膏。通过 对比以上两种组分可以得到，磷石膏经过处理后，其主要化学成分S03、CaO含量有所提高， P 205、Si02、H20、F含量有所减少；Fe20 3、MgO、A1203、C1基本保持不变。本发明的重要贡献在 于将物理方法(筛分法）和化学方法进行合理组合，提供了简化生产工艺、减少二次污染和 减低生产成本制备磷建筑石膏的有效途径。
[0011] 由于实施了筛分技术(步骤1)，大大减少了水洗原料的次数和强度，并基本可以省 略浮选过程；在此基础上对经过热处理的磷石膏再次进行筛分(步骤5)，便可得到满足甚 至超过国家标准要求的磷建筑石膏。本发明的制备机理是在传统的磷石膏处理工艺上 增加了物理处理方法，即二次筛分法，从而加快了磷石膏的除杂和反应速率。
[0012] 本发明具备的优点及效果是：磷石膏是磷工业的副产物，其主要成分不会随着地 域的改变而发生较大的变化，其中P、F和有机物等杂质是影响磷石膏制备成0 -磷建筑石 膏的主要有害物质，其中P、F杂质在石膏转化反应过程中形成难溶性Ca3(P04) 2和CaF2沉积 在CaS04 ? 2H20表面，严重影响CaS04 ? 1/2H20晶体发育的完整性，导致磷建筑石膏的强度下 降。本发明通过二次筛分和添加媒晶剂(柠檬酸)，可有效的去除P、F和有机物等杂质，使磷 石膏的晶体型状顺利转变(从散片状到短粗状）如图1、2所示，从而得到较高强度的0 -磷 建筑石膏。本发明减少了化学试剂的用量和使用品种，运用二次筛分法和柠檬酸(效果好、 价格低廉）处理磷石膏，克服了传统生产0 _磷建筑石膏时添加大量化学试剂(如乙二胺四 乙酸和丁二酸等)、生产工艺复杂繁琐、二次污染严重等问题，同时节约了生产成本。
【附图说明】
[0013] 图1为磷石膏的SEM图。
[0014] 图2为本发明所得0 -磷建筑石膏的SEM图。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过实例对本发明做进一步说明。
[0016] 实施例1 (1) 将磷石膏进行筛分至粒度为1〇〇~200目，其质量百分比的成分为：S03 44. 58%、P205 0? 60%、H20 5. 34%、A1203 0? 76%、Si02 1 5 . 68%、Ca0 21. 56%、F 0? 15%、C1 0? 012%、Fe203 0? 36%、 MgO 0. 03% ； (2) 将步骤（1)筛分后的磷石膏与水、柠檬酸按质量比为150:75:0. 5进行混合，得到混 合物料，柠檬酸的粒径为1 其质量百分比的成分为：C6Hs07 *H20彡99. 5%，其余为杂 质； (3) 将步骤（2)所得混合物料搅拌20min使之均匀，再静置30min，以去除浮在液体表 面上的漂浮物，重复搅拌和静置的操作直至混合物料的表面漂浮物被清除完全； (4) 将步骤（3)处理后的混合物料加入Ca (0H) 2，再搅拌15min，静置35min，测量pH值， 重复加入Ca (OH) 2、搅拌和静置的操作，直至混合物料的pH值为7~10,得到出料； (5)将步骤（4