一种用于雕刻的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，设及一种用于雕刻的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] 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化.2也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P2〇5、共晶P2〇5、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P2〇5， 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;憐石膏中的有机物 杂质为一些脂类和烷基类的有机组分，主要W物理吸附形式分布在石膏晶体的表面。
[0004] 就结晶形态而言，憐石膏分为a型石膏和0型石膏两种类型。由于0石膏具有易加工 的技术特点。其中，e石膏还含有一水石膏、二水石膏、=水石膏，由于一水石膏W及=水石 膏不会防水，并且会降低石膏的强度，特别是S水石膏降低强度的作用更为明显。
[0005] 将工业废弃物憐石膏，直接应用于雕刻使用，有机物的存在会导致产品发黑，使硬 化体结构疏松、强度降低；同时，由于工业废弃的憐石膏中的杂质含量过多，致使石膏在雕 刻时干得过快，不利于塑形。
[0006] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0007] 本发明的第一目的在于提供一种用于雕刻的憐石膏及其制备方法，所述的用于雕 刻的憐石膏及其制备方法能够有效去除可溶性杂质和有机杂质，保证所得憐石膏硬化体结 构紧凑，强度高，用于雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形，工艺简单，适于大规模生 产。
[0008] 本发明的第二目的在于提供一种用于雕刻的憐石膏，所述的用于雕刻的憐石膏硬 化体结构紧凑，强度高，用于雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形。
[0009] 为了实现本发明的上述目的，特采用W下技术方案：
[0010] 一种用于雕刻的憐石膏的制备方法，包括如下步骤：
[0011] (1)闪烧:在惰性气体气氛中，将憐石膏在800-900°C溫度下般烧；
[0012] (2)水洗净化:在步骤(1)所得憐石膏中加水，揽拌均匀，抽滤得到一种用于雕刻的 憐石膏。
[0013] 本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法采用闪烧方式，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e型结晶形态，使P2化杂质分解成 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;此外， 本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法通过水洗净化，可进一步除去可溶性杂质和有机物杂 质，能够获得性能稳定且杂质含量复符合建材要求的二水石膏，也不会对憐石膏产生新的 污染;本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法所制备的憐石膏硬化体结构紧凑，强度高，用于 雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形;本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法工艺简 单，适于大规模生产。
[0014]优选地，所述步骤(1)中将憐石膏在800-900°C烟气溫度下般烧。
[001引优选地，所述步骤(1)中般烧时间为1-5h;
[0016] 优选地，所述般烧的方法进一步为：
[0017] 在化W内升溫至800-900°C，在此溫度下般烧。
[001引在化W内升溫至800-900°C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e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，所述步骤(1)中升溫速度为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800-840°C，在此溫度下般烧1-化，再在20minW内 将烟气溫度升溫至860-900°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=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860-900°C，在此溫度下般烧 2-3h〇
[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e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：
[00%]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，所述冷却的方法为自然冷却。
[0032] 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。
[0033] 优选地，所述惰性气体为氮气。
[0034] 相对于其它惰性气体，氮气成本低。
[0035] 所述步骤(2)中的加水量为步骤(1)所得憐石膏质量的1-2倍。
[0036] 本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法由于在水洗净化前，进行了闪烧工艺，在水 洗净化中所需水量大大减少，采用步骤(1)所得憐石膏质量的1-2倍的水量已经能够充分对 憐石膏进行清洗。
[0037] 优选地，所述水洗净化过程采用喷淋加水方式，并不断进行揽拌;有助于使憐石膏 充分与水接触，保证水洗净化效果。
[0038] 优选地，所述步骤(2)水洗净化重复进行1 -3次。
[0039] 水洗净化次数可根据憐石膏中的实际杂质含量确定。
[0040] 优选地，将步骤(1)所得憐石膏冷却后再进行水洗净化。
[0041] 优选地，所述步骤(2)中体系溫度为O-IOCTC，优选为20-100°C。
[0042] 采用特定溫度进行水洗净化，有助于使有机杂质充分从憐石膏表面脱除，并增加 可溶性杂质在水中的溶解度，充分除去杂质，保证水洗净化效果。
[0043] 优选通过测量pH值的方式，来判断水洗效果。
[0044] 优选地，所述水洗净化所采用的水为去离子水、蒸馈水、自来水中等水体。
[0045] 本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法经过水洗必须获得性能稳定且杂质含量复 符合建材要求的二水石膏，同时并不会造成憐石膏的二次污染。憐石膏中的可溶性P2化和F 易溶于水，有机物在水洗过程中悬浮于水面，通过水洗可W将大部分此类杂质除丢，洗涂后 的污水必须经过处理后方可排除或再利用。
[0046] 优选地，将所述步骤(2)所得用于雕刻的憐石膏进行浮选。
[0047] 如果临时高中的有机杂质含量较高时，可将水洗净化后的憐石膏进行浮选工艺， 进一步除去憐石膏中的有机杂质;浮选是利用水洗时，有机物浮在水面的特性，通过浮选设 备将浮在水面上的有机物除去。浮选工艺实质上属于湿法处理，浮选前将水和憐石膏W合 适的比例输入浮选设备，然后揽拌、静置、除去液体表面的悬浮物质。该方法可W除去有机 物和部分可溶性杂质，但是对可溶性杂质的去除量不像水洗净化那样显著，仅采用浮选预 处理并不能制备合格的憐石膏。浮选工艺也需要引入水，只不过水可W循环使用，若实现规 模处理，与水洗工艺相比除耗水较少外，过程的复杂程度差别不大，可称之为半水洗工艺。
[0048] 优选地，所述浮选的加水量为步骤(2)所得憐石膏质量的0.5-1倍。
[0049] 经过闪烧和水洗净化的憐石膏，其杂质含量大大降低，在浮选工艺中可使用相比 水洗净化过程更少量的水进行。
[0050] 优选地，所述浮选采用浮选设备进行。
[0051] 浮选设备有助于快速高效地去除液体表面的有机杂质悬浮物W及水体中的可溶 性杂质。
[0052] 所述浮选工艺中的水体优选在净化后循环使用。
[0053] 优选地，所述浮选采用喷淋加水方式，并不断进行揽拌;有助于使憐石膏充分与水 接触，保证水洗净化效果。
[0054] 优选地，所述浮选重复进行1 -3次。
[0055] 浮选次数可根据憐石膏中的实际杂质含量确定。
[0化6] 优选地，所述浮选中体系溫度为O-IOCTC，优选为20-10(TC。
[0057]采用特定溫度进行浮选，有助于使有机杂质充分从憐石膏表面脱除，并增加可溶 性杂质在水中的溶解度，充分除去杂质，保证浮选效果。
[0058] 优选地，所述浮选所采用的水为去离子水、蒸馈水、自来水中等水体。
[0059] 采用上述的一种用于雕刻的憐石膏的制备方法制备得到的用于雕刻的憐石膏。
[0060] 本发明用于雕刻的憐石膏硬化体结构紧凑，强度高，二水石膏含量高，结晶类型为 0型，用于雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形。
[0061] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0062] 本发明用于雕刻的憐石膏的制备方法采用闪烧方式，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e型结晶形态，使P2化杂质分解成 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