一种改性磷石膏及其制备方法

文档序号:9591001阅读:364来源:国知局
一种改性磷石膏及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及憐石膏领域,具体而言,设及一种改性憐石膏及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 憐石膏是在憐酸生产中用硫酸处理憐矿时所产生的废渣,憐石膏是一种粉状材 料,几乎没有可塑性,因此大部分的处理方法均采用堆积的方式处理。憐石膏的大量堆积, 不仅侵占了大量±地资源,而且因为风蚀、雨蚀等原因,造成了大气、水系及±壤的污染。如 何有效处理憐石膏工业废物,在国内外都是迫切需要解决的问题。
[0003] 在现有技术中,有人提出了用憐石膏制造砂浆墙体的方法,解决憐石膏的堆积问 题,其原理是憐石膏与天然石膏化学成分相同,结晶形态相似,CaO的含量大于30%,并且 含有少量的游离憐酸、氣W及有机物,因此,憐石膏可W作为建筑材料墙体砖的原材料使 用。
[0004] 憐石膏的化学成分比较复杂,且结晶形态也多种多样。就化学成分而言,其主要 成份为化S〇4 · 2&0,所含的杂质分两大类:一类是不溶性杂质,如石英、未分解的憐灰石、 不溶性?2〇5、共晶Ρ2〇δ、氣化物及氣、侣、儀的憐酸盐和硫酸盐;一类是可溶性杂质,如水溶性 ?2〇5,溶解度较低的氣化物和硫酸盐。此外,憐石膏中还含神、铜、锋、铁、儘、铅、儒、隶及放射 性元素,运些元素均为微量,且大多数为不溶性固体,其危害性可忽略不计。憐石膏中所含 氣化物、游离憐酸、Ρ2化、憐酸盐等杂质是导致憐石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因 素。
[0005] 就结晶形态而言,建筑用憐石膏分为α型石膏和β型石膏两种类型。由于β石 膏具有易加工的技术特点,因此,在憐石膏改性中,需要得到β石膏。其中,β石膏还含有 一水石膏、二水石膏、Ξ水石膏,由于一水石膏W及Ξ水石膏不会防水,并且会降低石膏的 强度,特别是Ξ水石膏降低强度的作用更为明显,因此,需要通过石膏工艺的改性,得到含 量较高的二水石膏。
[0006] 现有技术中,还没有出现一种生产工艺既可W除去憐石膏中的危害杂质,又可W 将其转化为二水石膏含量非常高的β型石膏。
[0007] 有鉴于此,特提出本发明。

【发明内容】

[0008] 本发明的第一目的在于提供一种改性憐石膏的制备方法,所述的制备方法可W有 效去除憐石膏中的有机憐、无机憐W及憐酸锭等危害杂质,可W将憐石膏转化为β型二水 石膏,还具有环保生产的优点。
[0009] 本发明的第二目的在于提供一种改性憐石膏,其主要成分为二水石膏,结晶类型 为β型,用作建筑材料具有抗压强度大、耐水性能好、凝结硬化快、成本低等优点。
[0010] 为了实现本发明的上述目的,特采用W下技术方案:
[0011] 一种改性憐石膏的制备方法,包括下列步骤:
[0012] 步骤A:在惰性气体气氛中,将憐石膏在900-110(TC下般烧1-化,得到产品。
[0013] 与现有技术相比,上述制备方法采用的般烧溫度高,般烧时间长,从而可W使憐石 膏中的一水石膏和二水石膏反应转化为二水石膏,使生成的二水石膏形成β型结晶形态, 使Ρ2〇5杂质分解成气体或部分转变成惰性的、稳定的难溶性憐酸类化合物(如焦憐酸巧), 从而将其对产品性能的危害降低到最低点,使少量有机憐经过高溫转变成气体排出,无机 憐在高溫状态下与巧结合成为惰性的焦憐酸巧,从而消除了有机憐和无机憐等杂质对石膏 性能的危害。
[0014] 与现有技术相比,上述制备方法还省去了水洗浮选等预处理工艺,因此既降低了 对环境的污染,又降低了处理成本。
[0015] 采用W上制备方法制得的改性憐石膏质量超过国标GB9776-88优等品标准,强度 也达到32. 5#水泥的强度,而且凝结硬化快,应用广泛,尤其可广泛用于预拌干混砂浆喷筑 填充墙体材料及钢结构相结合的3D打印PC构建住宅材料等,具有广阔的市场前景。
[0016] 优选地,所述般烧的方法进一步为:
[0017] 在比W内升溫至900-110(TC,在此溫度下般烧1-化。
[001引在比W内升溫至900-110(TC具有闪烧法的特点,可W使水合硫酸巧最大量地发 生热分解和重结晶,形成β型结晶形态,提高憐石膏的抗压强度和耐水性,W及其它理化 性能。
[0019] 优选地,所述升溫的速度为15-30°C/min。
[0020] 为符合闪烧法的特点,15-30°C/min升溫速度已足够,且实际生产中容易实现,不 会过度增加设备成本。
[0021] 优选地,所述般烧的方法进一步为:
[0022] 在30minW内将烟气溫度升溫至900-950°C,在此溫度下般烧1-化,再在20minW 内将烟气溫度升溫至1050-1100°C,在此溫度下般烧3-地。
[0023]W上般烧方法采用分段般烧的方式,可W使化学反应与结晶过程分段进行,W提 高二水石膏的产量,W及有效结晶形态的转化率。首先,在第一阶段般烧过程中,一水石膏 和Ξ水石膏反应生成二水石膏,在第二阶段中,主要发生热分解与重结晶过程。
[0024] 优选地,所述般烧的方法进一步为:
[0025] 在惰性气体气氛中,在30minW内将烟气溫度升溫至1050-1100。在此溫度下般 烧2-化。
[0026] 此般烧方法升溫速率快,且般烧溫度高,对设备的要求比较苛刻,但是其般烧得到 的憐石膏的β型结晶形态更规则,建筑性能也就更优异。
[0027] 优选地,在所述步骤A之后还包括:
[002引将般烧后的憐石膏冷却至20-30°C,再在空气中放置1-3天。
[0029] 冷却后的放置相当于陈化过程,可W使石膏中少量的半水石膏或者硫酸巧吸水转 化为二水石膏,从而增强其抗压强度及耐水性。
[0030] 为提高转化率,优选放置2-3天。
[0031] 优选地,所述冷却的方法为:
[003引自然冷却。
[0033] 自然冷却的过程中,石膏中的主要成分可W自发形成一个致密、稳定的组织体,各 方面的性能更均一,质量更稳定。
[0034] 优选地,所述惰性气体为氮气。
[0035] 相对于其它惰性气体,氮气成本低。
[0036] -种改性憐石膏,采用上文所述的改性憐石膏的制备方法制得。
[0037] 如上文所述,此改性憐石膏中的二水石膏含量高,结晶类型为β型,用作建筑材 料具有抗压强度大、耐水性能好、凝结硬化快、成本低等优点。
[0038] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0039] (1)仅采用般烧运一道工序,即可将有机憐、无机憐等危害杂质去除,同时将憐石 膏转化为β型二水石膏,具有工序简单的优点。
[0040] 似省去了水洗浮选等预处理工艺,达到降低了能耗W及对环境的污染。
[00川 做所得到的改性憐石膏具有抗压强度大、耐水性能好、凝结硬化快、成本低等优 点,甚至质量超过国标GB9776-88优等品标准,强度也达到32. 5#水泥的强度,与天然石膏 相比成本降低了 20-50%,可用作多种建筑墙体的原料,尤其可用于制作3D打印PC构建住 宅材料,应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0042] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会 理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为 可W通过市售购买获得的常规产品。
[0043]
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