一种用于墙面材料的改性氟石膏粉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氟石膏技术领域，尤其涉及一种用于墙面材料的改性氟石膏粉。
【背景技术】
[0002]氟石膏是氢氟酸(HF)制备过程中的副产品，全国无水HF产量每年约为6.5万t，而制造每吨HF产生氟石膏约3.5t，总计氟石膏产生量约23万t/年。氟石膏主要成分是无水硫酸钙(CaSO4),因其难溶于水、水化缓慢、凝结能力差，且不具有早期强度一般无法被有效利用。目前，部分氟石膏用作水泥的外加剂，而大部分氟石膏在稍加中和处理后就作为一种固体废弃物堆存，直接堆存不仅占有土地，还污染土壤和地下水环境。
[0003]但氟石膏也有其自身的优势:产生氟石膏的原料酸和萤石纯度很高，并且反应处于无水状态，所产氟石膏为无水石膏，CaSO4^量高达95%以上，在石膏资源中是一种难得的品级资源。从氟化氢反应炉中排出的未经长期堆放，未加水处理的新鲜氟石膏用于生产建筑石膏又有以下优势:纯度高、杂质少、无须煅烧处理、无须破碎，粉磨工作量少。现代氟石膏的开发利用主要是用作煅烧水泥熟料的矿化剂和水泥缓凝剂，制备粉刷石膏、生产建筑石膏板和抹面材料等。但是由于氟石膏是一种无水石膏，水化反应很慢，在水中的溶解速度慢，如果直接用于建材，例如墙面材料，通常出现墙材的强度不够、遇水软化和安装时缝的衔接开裂等一系列问题。
[0004]因此，通过对石膏进行改性，克服其固有缺陷，使其用于现代墙面材料，是实现工业副产品氟石膏资源化有效利用的途径之一，并且对保护生态环境具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种用于墙面材料的改性氟石膏粉，所述改性氟石膏粉，不仅满足墙面材料的吸水率、强度等要求，而且密实性好，导热系数低、产品综合性能优良，且制备工艺简单。
[0006]本发明提出的一种用于墙面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料30-50份、硅铝酸盐2-5份、硫酸盐3-8份、轻质材料3_6份、复合纤维2_5份、防水剂2-5份、发泡调节剂1-2份；
[0007]其中，制备所述煤灰粉料包括:将100份粉煤灰加入200-240份3-5mol/L的混合酸溶液中，升温至100-120°C后搅拌6-8h，冷却，静置8-10h后，过滤、干燥，粉碎，与16-20份海泡石粉、1-10份羟甲基纤维素混匀后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩尔配比为I: 3-5的HCl和H2SO4K制而成;
[0008]制备所述用于墙面材料的改性氟石膏粉包括:将氟石膏粉碎至粒径< 2mm，加入以氟石膏为基准的15-25wt%水后搅拌均匀，升温至30-40°C后加入硅铝酸盐搅拌l_2h，冷却静置15-20h，加入硫酸盐混匀，在80-180°C下焙烧l_3h，冷却至室温，加水调节湿度为5-10wt %，依次加入煤灰粉料、轻质材料、复合纤维、防水剂、发泡调节剂混匀，细磨至粒径(0.147mm后得到所述改性氟石膏粉。
[0009]优选地，所述用于墙面材料的改性氟石膏粉的原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料35-45份、硅铝酸盐3-4份、硫酸盐5-6份、轻质材料4_5份、复合纤维3_4份、防水剂3-4份、发泡调节剂1-2份。优选地，所述煤灰粉料为800-900目。
[0010]优选地，所述的硅铝酸盐为高岭土、红柱石、煤矸石中的一种或几种，所述硫酸盐为硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸钾、硫酸锌、硫酸钡中的一种或几种。
[0011]优选地，所述轻质材料是由重量配比为1:5-7:3-5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成。
[0012]优选地，所述复合纤维是由由质量配比1:1-3的玻璃纤维和改性木纤维组成；优选地，所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为13-16% ;所述改性木纤维是通过将木纤维置于150-170°C、l-2.5MPa的水蒸气压力容器中，在3-4秒内压力降到常压后制备得到。
[0013]优选地，所述防水剂是有机防水剂，优选地，有机防水剂是由硬脂酸、石蜡、聚乙烯乳化而成的均匀乳液。
[0014]优选地，所述发泡剂调节剂由重量配比1:0.3-0.5:6-8的NaOH、骨胶和松香配制
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[0015]优选地，制备所述发泡调节剂包括，将NaOH溶于水中配制成相对密度为1.1-1.2的溶液，煮沸后加入松香，搅拌至松香全部溶解，再加入骨胶，冷却后室温存放得到所述发泡剂调节剂。
[0016]本发明中以氟石膏作为基材，通过加入煤灰粉料并合理控制其配比，煤灰粉料的存在使氟石膏内部生成硬性矿物，并填充于水合氟石膏晶体间隙中，使得水化产物的溶解度大幅度降低，提高了氟石膏的制品强度，且具有一定的耐水性；通过加入一定量的硅铝酸盐和硫酸盐作为激发剂，改善并提高氟石膏的水化活性及凝结极慢的特性，增强氟石膏的活化性能，提高了与其它原料结合强度；轻质材料的加入对氟石膏材料在高温时有较好的补强作用，并可显著提高冲击强度，大大改善高温时耐磨性能；复合纤维作为增强材料，其加入可降低材料的密度，减少其磨损量，同时也会降低材料的摩擦系数，其中，玻璃纤维和改性木纤维组成的复合纤维可显著提高氟石膏粉在高温时的稳定性能；发泡剂调节剂的加入则能有效地减小氟石膏材料的表观容重和导热系数。
[0017]本发明所述用于墙面材料的改性氟石膏粉，通过在适宜的外加改性剂作用下，改变其水化反应过程的化学反应动力学性质，提高其溶解速度和水化速度，促进氟石膏晶须各向均匀生长，形成各向晶须发达的网状结构，缩短凝结时间，提高晶体早期强度，同时在制备过程中，通过细磨改性氟石膏粉至特定粒度，减小了原料的颗粒细度，增大了颗粒的表面积，从而提高了它们的活性，对氟石膏活性有很大的改善作用，最终将其转变为合格墙面材料。
【具体实施方式】
[0018]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]本发明提出的一种用于墙面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料30份、高岭土 5份、硫酸铝3份、轻质材料6份、复合纤维2份、防水剂5份、发泡调节剂I份；
[0021]其中，制备所述煤灰粉料包括:将100份粉煤灰加入200份5mol/L混合酸溶液中，升温至100°C后搅拌8h，冷却，静置Sh后，过滤、干燥，粉碎，与20份海泡石粉、I份羟甲基纤维素混匀后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩尔配比为1:5的HCl和H2SO4配制而成；
[0022]制备所述用于墙面材料的改性氟石膏粉包括:将氟石膏粉碎至粒径彡2mm，加入以氟石膏为基准的15wt%水后搅拌均匀，升温至40°C后加入高岭土搅拌lh，冷却静置20h，加入硫酸铝混匀，在80°C下焙烧3h，冷却至室温，加水调节湿度为5wt%，依次加入煤灰粉料、轻质材料、复合纤维、防水剂、发泡调节剂混匀，细磨至粒径< 0.147_后得到所述改性氟石膏粉；
[0023]所述轻质材料是由重量配比为1:5:5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成；所述复合纤维是由重量配比1:1的玻璃纤维和改性木纤维组成的混合物，其中所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为13% ;所述改性木纤维是通过将木纤维置于170°C、lMPa的水蒸气压力容器中，在3-4秒内压力降到常压后制备得到；所述防水剂是是由硬脂酸、石蜡、聚乙烯乳化而成的均匀乳液；所述发泡剂调节剂是由重量配比为1:0.3:8的NaOH、骨胶和松香配制而成。
[0024]实施例2
[0025]本发明提出的一种用于墙面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料50份、红柱石2份、硫酸铝钾8份、轻质材料3份、复合纤维5份、防水剂2份、发泡调节剂2份；
[0026]其中，制备所述煤灰粉料包括:将100份粉煤灰加入240份3mol/L混合酸溶液中，升温至120°C后搅拌6h，冷却，静置1h后，过滤、干燥，粉碎，与16份海泡石粉、10份羟甲基纤维素混匀后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩尔配比为1:3的HCl和H2SO4配制而成；
[0027]制备所述用于墙面材料的改性氟石膏粉包括:将氟石膏粉碎至粒径彡2mm，加入以氟石膏为基准的25wt%水后搅拌均匀，升温至30°C后加入红柱石搅拌2h，冷却静置15h，加入硫酸铝钾混匀，在180°C下焙烧lh，冷却至室温，加水调节湿度为10wt%，依次加入煤灰粉料、轻质材料、复合纤维、防水剂、发泡调节剂