一种氟石膏的改性方法
【专利摘要】本发明公开了一种氟石膏的改性方法，采用了研磨粉碎、热处理、两次化学改性和煅烧；热处理温度为105-115℃，时间为5-8h；一次化学改性中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1-1.8份氢氧化钙、1-2份高炉矿渣、1-1.5份S1中煅烧后的明矾、0.5-0.8份S2中煅烧后的白云石；二次化学改性中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸秆纤维、1-1.2份膨润土；所述改性玉米秸秆纤维为苯丙乳液改性玉米秸秆纤维。本发明所述氟石膏的改性方法，缩短了改性后氟石膏的凝结时间，提高了改性后氟石膏的力学强度。
【专利说明】一种氟石膏的改性方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氟石膏【技术领域】，尤其涉及一种氟石膏的改性方法。
【背景技术】
[0002]氟石膏是氢氟酸及氟铝酸钠生产过程中的主要副产品，主要产自无机氟化物和有机氟化物生产厂及其它氢氟酸生产厂。每生产It氢氟酸生成大约3.6t无水氟石膏。氟石膏的主要成分为硫酸钙，并含有部分氟化钙和其他氟化物，而且有时H2SO4含量很高，使得排出的氟石膏呈酸性，属强腐蚀性有毒有害废物，未加处理的氟石膏不能直接置弃，也难以被利用。又因为氟石膏溶解度较低且溶解速度慢，凝结时间很长，水化硬化体强度很小，这些缺陷限制了其应用。目前，除部分氟石膏被利用外，大部分作为一般固体废弃物被堆存，不仅占用土地，同时其中的有害物质也会对水体产生污染，对自然环境产生威胁。因此，如何解决氟石膏尤其是历史堆存的湿氟石膏问题，使其变废为宝，实现石膏资源的综合利用是一个非常迫切的问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种氟石膏的改性方法，通过该方法改性后的氟石膏，凝结时间短，水化硬化强度高。
[0004]本发明提出了一种氟石膏的改性方法，包括以下步骤:
[0005]S1、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为 105-115°C，时间为 5-8h ；
[0006] S2、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为600_650°C，煅烧时间为0.8-1.3h，降温至室温后研磨、过筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为700-800°C，煅烧时间为1-1.5h，降温至室温后研磨、过筛备用；
[0007]S3、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置10_20h进行一次化学改性，然后在250-300°C煅烧，煅烧时间为0.5-1.5h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1-1.8份氢氧化钙、1-2份高炉矿渣、1-1.5份SI中煅烧后的明矾、0.5-0.8份S2中煅烧后的白云石；
[0008]S4、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸杆纤维、1-1.2份膨润土 ；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维；
[0009]S5、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
[0010]优选地，在SI中，热处理温度为110_113°C，时间为6_7h。
[0011]优选地，在SI中，热处理温度为112°C，时间为6.3h。
[0012]优选地，在S3中，SI中热处理后的氟石膏进行一次化学改性后，在285_295°C煅烧，煅烧时间为0.8-1.2h。
[0013]优选地，在S3中，SI中热处理后的氟石膏进行一次化学改性后，在290°C煅烧，煅烧时间为1.0h。
[0014]优选地，在S3中，在一次化学改性中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1.2-1.6份氢氧化钙、1.5-1.7份高炉矿渣、1.2-1.3份S2中煅烧后的明矾、0.6-0.65份S2中煅烧后的白云石。
[0015]优选地，在S3中，在一次化学改性中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加Λ 1.4份氢氧化钙、1.6份高炉矿渣、1.25份S2中煅烧后的明矾、0.63份S2中煅烧后的白
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[0016]优选地，在S4中，在二次化学改性中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.6-0.68份粉煤灰、0.6-0.7份改性玉米秸杆纤维、1.1-1.15份膨润土。
[0017]优选地，在S4中，在二次化学改性中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入
0.65份粉煤灰、0.68份改性玉米秸杆纤维、1.13份膨润土。
[0018]本发明所述氟石膏的改性方法中，采用了研磨粉碎和热处理，改变、破坏了改性后氟石膏的结晶格子，增加其晶格畸变和缺陷，增大其比表面积和表面结构的不规则性，提高了改性后氟石膏的水化活性，促进了改性后氟石膏的硬化性；采用了两次化学改性工艺，在一次化学改性中，添加了煅烧后的明矾和煅烧后的白云石，使改性后的氟石膏，二水石膏晶体数量增多，且晶体发育完整，长径比增加，多呈针状，减少了明显块状或者粒状晶体，晶体之间搭接致密，提高了改性后氟石膏的水化硬化强度；在二次化学改性中，添加了苯丙乳液改性玉米秸杆纤维，苯丙乳液的存在，一方面，使得玉米秸杆纤维原来粗糙多孔的表面得到填充，提高了玉米秸杆纤维与氟石膏基体的有效接触面积，提高了玉米秸杆纤维与氟石膏基体的界面结合强度；另一方面，使玉米秸杆纤维与氟石膏基体的界面结合处形成一个柔性的界面，当氟石膏基体承受载荷产生的微裂纹扩展到该界面层时，其扩展速度会因柔性界面层的存在而放慢，缓解了材料突变引起的应力集中，提高了改性氟石膏的抗折抗压强度。
[0019]本发明所述氟石膏的改性方法中，优化了氟石膏的改性工艺，选择了合适的改性剂，控制了改性剂中各成分的含量，采用该方法改性的氟石膏，凝结时间短，水化硬化后力学强度高，使氟石膏变废为宝。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0021]实施例1
[0022]本发明所述氟石膏的改性方法，包括以下步骤:
[0023]S1、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过80目筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为105°C，时间为8h ；
[0024]S2、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为650°C，煅烧时间为0.8h，降温至室温后研磨、过100目筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为800°C，煅烧时间为lh，降温至室温后研磨、过100目筛备用；
[0025]S3、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置20h进行一次化学改性，然后在268°C煅烧，煅烧时间为
1.3h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入的氢氧化钙为1.4份、高炉矿渣为1份、S2中煅烧后的明帆为1份、S2中煅烧后的白云石为0.8份；
[0026]S4、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入的粉煤灰为0.6份、改性玉米秸杆纤维为0.5份、膨润土为1份；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维；
[0027]S5、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
[0028]实施例2
[0029]本发明所述氟石膏的改性方法，包括以下步骤:
[0030]S1、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过100目筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为115°C，时间为5h ；
[0031]S2、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为600°C，煅烧时间为1.3h，降温至室温后研磨、过100目筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为722°C，煅烧时间为
1.38h，降温至室温后研磨、过100目筛备用；
[0032]S3、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置1h进行一次化学改性，然后在250°C煅烧，煅烧时间为
1.5h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入的氢氧化钙为1份、高炉矿渣为2份、S2中煅烧后的明矾为1.3份、S2中煅烧后的白云石为0.5份；
[0033]S4、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入的粉煤灰为0.8份、改性玉米秸杆纤维为0.8份、膨润土为1.1份；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维；
[0034]S5、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
[0035]实施例3
[0036]本发明所述氟石膏的改性方法，包括以下步骤:
[0037]S1、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为108°C，时间为6.3h ；
[0038]S2、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为621°C，煅烧时间为0.95h，降温至室温后研磨、过筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为700°C，煅烧时间为1.5h，降温至室温后研磨、过筛备用；
[0039]S3、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置14h进行一次化学改性，然后在300°C煅烧，煅烧时间为
0.5h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入的氢氧化钙为1.8份、高炉矿渣为1.3份、S2中煅烧后的明帆为1.5份、S2中煅烧后的白云石为0.6份；
[0040]S4、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入的粉煤灰为0.5份、改性玉米秸杆纤维为0.7份、膨润土为1.2份；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维；
[0041]S5、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
[0042]实施例4
[0043]本发明所述氟石膏的改性方法，包括以下步骤:
[0044]S1、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为112°C，时间为6.3h ；
[0045]S2、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为640°C，煅烧时间为1.05h,降温至室温后研磨、过筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为750°C，煅烧时间为1.3h，降温至室温后研磨、过筛备用；
[0046]S3、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置16h进行一次化学改性，然后在290°C煅烧，煅烧时间为
1.0h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入的氢氧化钙为1.4份、高炉矿渣为1.6份、S2中煅烧后的明帆为1.25份、S2中煅烧后的白云石为0.63份；
[0047]S4、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入的粉煤灰为0.65份、改性玉米秸杆纤维为0.68份、膨润土为1.13份；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维；
[0048] S5、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
【权利要求】
1.一种氟石膏的改性方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、将氟石膏放入球磨机中研磨粉碎，过筛后放入烘箱中进行热处理，热处理温度为105-115°C，时间为 5-8h ； 52、将明矾放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为600-650°C，煅烧时间为0.8-1.3h，降温至室温后研磨、过筛备用；将白云石放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为700-800°C，煅烧时间为1-1.5h，降温至室温后研磨、过筛备用； 53、在SI中热处理后的氟石膏中加入氢氧化钙、高炉矿渣、S2中煅烧后的明矾、S2中煅烧后的白云石，搅拌均匀，静置10_20h进行一次化学改性，然后在250-300°C煅烧，煅烧时间为0.5-1.5h ;其中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1-1.8份氢氧化钙、1-2份高炉矿渣、1-1.5份SI中煅烧后的明矾、0.5-0.8份S2中煅烧后的白云石； 54、在S3中煅烧后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸杆纤维、膨润土进行二次化学改性；其中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸杆纤维、1-1.2份膨润土 ；所述改性玉米秸杆纤维为苯丙乳液改性玉米秸杆纤维； 55、将S4中得到的氟石膏放入养护场中养护10天后出场。
2.根据权利要求1所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在SI中，热处理温度为110-113°C，时间为 6-7h。
3.根据权利要求2所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在SI中，热处理温度为112°C，时间为 6.3h。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S3中，SI中热处理后的氟石膏进行一次化学改性后，在285-295?煅烧，煅烧时间为0.8-1.2h。
5.根据权利要求4所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S3中，SI中热处理后的氟石膏进行一次化学改性后，在290°C煅烧，煅烧时间为1.0h。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的氟石膏的改性方法,其特征在于，在S3中,在一次化学改性中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1.2-1.6份氢氧化钙、1.5-1.7份高炉矿渣、1.2-1.3份S2中煅烧后的明矾、0.6-0.65份S2中煅烧后的白云石。
7.根据权利要求6所述的氟石膏的改性方法,其特征在于,在S3中，在一次化学改性中，按重量份在每100份热处理后的氟石膏中加入1.4份氢氧化钙、1.6份高炉矿渣、1.25份S2中煅烧后的明矾、0.63份S2中煅烧后的白云石。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S4中，在二次化学改性中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.6-0.68份粉煤灰、0.6-0.7份改性玉米秸杆纤维、1.1-1.15份膨润土。
9.根据权利要求8所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S4中，在二次化学改性中，按重量份在每100份煅烧后的氟石膏中加入0.65份粉煤灰、0.68份改性玉米稻杆纤维、1.13份膨润土。
【文档编号】C04B11/26GK104176955SQ201410390525
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月10日 优先权日:2014年8月10日
【发明者】陈喜 申请人:安徽锦洋氟化学有限公司