专利名称：一种水热法α-半水石膏生产方法
技术领域：
本发明涉及石膏的加工，特别是α-半水石膏的水热法生产方法。
背景技术：
α -半水石膏，又称高强石膏，传统的α -半水石膏“水热法”生产工艺是采用粉状的生石膏(成份为二水石膏)为原料，按30%生石膏粉、70%水的比例，并添加微量转晶剂混合成生石膏粉浆液注入带搅拌装置的标准高压反应釜中；由反应釜壁层传递热量，生石膏粉浆液在不断地搅拌和加热下，达到135°C 143°C，并恒温一定时间后，脱去其中的一个半结晶水，使水中的生石膏粉转化成α-半水石膏；随后将α-半水石膏浆液注入高速离心机脱去大部分水，最后再将潮湿的α -半水石膏输送到蒸发干燥设备中迅速地将其完全干燥，成为α-半水石膏成品。这种传统的生产工艺有以下缺点:(1)生产中需要反应釜、高速离心机和蒸发干燥器三种不同的设备，并需要传输设备将它们衔接，生产过程复杂、环节多，再加上高速离心机价格高昂，使整个生产线价格昂贵；(2)生产中生石膏比例低，需要加热大量的水，热能有效利用率低；(3)反应釜搅拌装置的动力部分在反应釜顶部的外部，搅拌轴要伸入到反应釜内部带动搅拌叶，搅拌轴与反应釜的接触必须保证密封好、不能泄漏反应釜中的高压蒸汽，还要保证搅拌轴转动灵活；从而这个部位的转动机械密封要求很高，条件是必须能够承受高温、高压和高湿。因此，传统α-半水石膏水热法生产工艺复杂，生产线投资大、能耗高，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种水热法α -半水石膏生产方法，以克服现有技术中存在的生产工艺和生产设备复杂，生产线投资大、能耗高，生产成本高的缺陷。为实现上述目的，本发明提供的一种水热法生产α -半水石膏的方法，包括步骤:·(I)将块状的生石膏从顶部加料口装入具有导热壁层的生产设备中，其中装入的生石
膏及其间隙占生产设备90% 95%的容积。(2)从生产设备顶端注入含有转晶剂的水，水的用量为生石膏重量的15%，密闭生产设备，通过生产设备壁层对其内部的水进行加热；加入生产设备中的水淹没生石膏后关闭加料口使生产设备密闭。(3)不断加热，使生产设备内部的水升温至143°C，并恒定温度保持4小时；在上述升温和恒温过程中，从水温达到110°c时开始，每隔15分钟，从生产设备底部打开进汽阀的50% — 60%，通入0.5Mpa-0.6 Mpa的蒸汽5分钟；通汽过程中，将位于生产设备顶部的排汽阀开启3%-5%，通汽5分钟后停止蒸汽通入，同时关紧排汽阀。从生产设备底部通入
0.5Mpa-0.6 Mpa的蒸汽，是用于克服生产设备内水的上热下冷现象，使设备内水温均匀；但是由于从下部通入蒸汽时会引起生产设备的振动，因此必须要同时将设备顶部的排汽阀开启3%-5%，而在不同行业的生产工艺中，都不会采用如本发明一边加汽，一边排汽的方法。(4)恒温之后，生石膏脱去一个半结晶水，生成浸泡在水中的α-半水石膏块，停止通汽，完全打开生产设备顶部的排汽阀，排汽降压，同时打开生产设备底部的排水阀，直至排尽生产设备内的水和蒸汽。(5)继续加热并打开顶部加料口，加热直至生产设备内的α-半水石膏块完全干燥；继续加热并打开加料口是使石膏块附着水分被蒸发干燥的同时、有大的排放水蒸汽通道。(6)停止加热，打开生产设备底部的排料口，获得干燥的α-半水石膏块，然后进行粉磨成为成品。与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
(1)石膏的脱水反应和干燥两个工艺环节是在同一个设备内进行，使整个生产工艺简洁，也避免了反应好的α-半水石膏在输送到干燥设备的过程中半水石膏在有水的环境下会还原成二水石膏的还原现象,从而影响产品质量；
(2)石膏的脱水反应和干燥两个工艺环节是在一个设备内进行，反应与干燥两个工艺环节之间不需要输送设备，也不需要价格高昂的高速离心机，使相同产量生产线的造价降低；
(3)生产设备简单，主要就是一个压力容器，使生产设备内部水温均匀不采用机械搅拌系统，没有机械损耗、故障少，生产效率高；
(4)生产设备内加水少，有效热能利用率高。
具体实施例方式以下对本发明要求保护的技术方案做具体说明。本发明所述的的一种水热法α -半水石膏生产方法，可采用一种具有具有导热壁层的压力容器实现，压力容器顶端设置有加料口和排汽管，底部设置有出料口、进汽管和排水管，并在上述管路上分别对应地设置排汽阀、进汽阀及排水阀。在用本发明水热法生产α -半水石膏时，先将块径在40 60_的生石膏从顶部加料口装入生产设备中，达到生产设备90% 95%的容积；
从生产设备顶端注入含有转晶剂的水，淹没生石膏，水的用量为生石膏重量的15%，转晶剂的添加量一般为生石膏重量的千分之一左右，它的具体配方根据生石膏的种类而选择，例如纤维石膏采用十二烷基苯磺酸钠做为转晶剂效果好，这是本领域技术人员能够实现的，不再赘述。加入生产设备中的水淹没生石膏后关闭加料口使生产设备密闭，关闭加料口，密闭生产设备，通过生产设备壁层对其内部的水进行加热；加热生产设备壁层的热源可以是温度范围在160°C 280°C的蒸汽或导热油。对生产设备内的水不断地进行加热，使生产设备内部的水升温至143°C，同时生产设备内会伴随产生0.4Mpa的蒸汽压力；在上述温度条件下恒定温度保持4小时，生石膏脱去一个半结晶水，从而生成浸泡在水中的α-半水石膏。在上述升温和恒温过程中，要间歇打开生产设备底部的进汽阀，通入0.5Mpa-0.6 Mpa的蒸汽，从而向生产设备中底部的水额外提供热量和对设备中的水进行扰动，用于克服生产设备内水因热流向上以及设备底部加热层面积少(因为有排料口)所形成的上热下冷现象，使设备内水温均匀；特别关键的是，为了避免通入蒸汽时所引起生产设备的振动，设备顶部排汽管的阀门此时一定要微微打开。具体操作步 骤是:在上述升温和恒温过程中，从水温达到110°C时开始，每隔15分钟，从生产设备底部打开进汽阀的50% — 60%，从生产设备底部通入0.5Mpa-0.6 Mpa的蒸汽5分钟；通汽过程中，将位于生产设备顶部的排汽阀开启3%-5%，使排汽阀微微开启；通汽5分钟后停止蒸汽通入，同时关紧排汽阀；
恒温之后，停止通汽，完全打开生产设备顶部的排汽阀，排汽降压，同时打开生产设备底部的排水阀，直至排尽生产设备内的水和蒸汽，水和蒸汽的排放过程中加热始终不间断。当生产设备内的水和蒸汽排尽后，继续加热并打开顶部加料口，加热直至生产设备内的α-半水石膏块完全干燥。然后停止加热，打开生产设备的排料口，将干燥的α -半水石膏块通过输送系统送入粉磨设备，磨成所需细度的高强石膏，即α -半水石膏粉。最后，关 闭排料口、排水管道、排汽管道，准备下一次生产。
权利要求
1.一种水热法α-半水石膏生产方法，其特征在于包括步骤 (1)将块状的生石膏从顶部加料口装入具有导热壁层的生产设备中， (2)从生产设备顶端注入含有转晶剂的水，水的用量为生石膏重量的15%，密闭生产设备，通过生产设备壁层对其内部的水进行加热； (3)不断加热，使生产设备内部的水升温至143°C，并恒定温度保持4小时；在上述升温和恒温过程中，从水温达到110°C时开始，每隔15分钟，从生产设备底部打开进汽阀的50%—60%,通入O. 5Mpa-0. 6 Mpa的蒸汽5分钟；通汽过程中，将位于生产设备顶部的排汽阀开启3%-5% ;通汽5分钟后停止蒸汽通入，同时关紧排汽阀； (4)恒温之后，停止通汽，完全打开生产设备顶部的排汽阀，排汽降压，同时打开生产设备底部的排水阀，直至排尽生产设备内的水和蒸汽； (5)继续加热并打开顶部加料口，加热直至生产设备内的α-半水石膏块完全干燥； (6)停止加热，打开生产设备底部的排料口，获得干燥的α-半水石膏块，然后进行粉磨成为成品。
全文摘要
本发明公开了一种水热法α-半水石膏生产方法，将块状的生石膏从顶部加料口装入生产设备中，同时从生产设备顶端注入含有转晶剂的水，使生产设备内部的水升温至143℃，并恒定温度保持4小时；在升温和恒温过程中，每隔15分钟，从生产设备底部打开进汽阀的50%—60%，通入蒸汽5分钟；通汽过程中，将位于生产设备顶部的排汽阀开启3%-5%，通汽5分钟后停止蒸汽通入，同时关紧排汽阀。恒温之后，停止通汽，排尽生产设备内的水和蒸汽，继续加热直至生产设备内的α-半水石膏块完全干燥后停止加热，获得干燥的α-半水石膏块，然后进行粉磨成为成品。本发明整个生产工艺简洁，生产设备简单，生产效率高、有效热能利用率高。
文档编号C04B11/032GK103253880SQ20131014450
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者韩灵翠, 任瑞鹏, 潘韩铭, 张莉, 王永昌, 孙飞, 彭欣, 游向轩 申请人:太原理工大学