专利名称：一种石膏生产新方法
技术领域：
本发明涉及一种生产石膏的新方法，特别是一种适合于生产优质建筑石膏，优质模用石膏的新方法。
现有β型普通石膏的生产方法按工艺方法分类包括两大类一是将热烟气与石膏直接作用脱水，如回转窑工艺，悬浮煅烧窑工艺，彼得磨工艺等；二是间接加热炒制法，如间歇式炒锅工艺，连续式炒锅工艺，水平回转烘筒工艺等。而α型石膏的生产工艺是，石膏脱水在溶液或饱和蒸汽下和一定压力的封闭容器中进行。这几种方法存在以下缺点1、β型石膏生产工艺，无论是直接煅烧，还是间接炒制，石膏在脱水反应过程中，都存在脱水不足或过烧和过脱水的现象，影响石膏产品质量；2、α型石膏生产工艺是在封闭压力状态下湿法生产，设备要求高，成本高，生产效率低。
本发明的目的是克服上述缺点，提供一种适用于生产优质建筑石膏，优质模用石膏的新方法，这种新方法能够高效低成本地实现生产性能稳定，质量可靠的石膏产品，且设备要求低，不需要在封闭压力状态下进行。
本发明的目的是这样实现的在与大气相通的石膏蒸炼(炒制)容器内通入由蒸汽发生器或水气混合发生器产生的以水蒸汽或水气混合体存在的水介质，且以水蒸汽或水气混合体存在的水介质充盈石膏蒸炼或炒制容器内部，并与石膏蒸炼或炒制容器内的石膏粉(或粒、块)的表面直接接触，在不同状况下，分别或综合起到沸腾、直接脱水、冷却、人工时效的功能作用，对石膏粉(或粒、块)进行加热脱水或沸腾或冷却降温或控制人工时效或综合功能。
本发明所述水蒸汽是以饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在。
本发明所述水气混合体是指以空气作载体将水以水雾状形式存在。
本发明水介质的温度高低、密度和流量大小不同确定了石膏产品的质量和性能参数。
本发明以水蒸汽或水气混合体存在的水介质的温度高低、密度和流量大小确定石膏产品质量和性能参数。
本发明适用于生产β型或α型的半水石膏和可溶性无水石膏。
本发明的作用原理是本发明以水蒸汽或水气混合体存在的水介质对石膏粉(或粒、块)的作用控制功能，包括直接作用于石膏脱水的热介质作用，冷却石膏脱水的冷却介质作用，纠正石膏过脱水和过烧的人工时效介质作用，加热石膏脱水的沸腾介质作用，调节直接用石膏脱水的热介质(水蒸汽)密度和热介质(水蒸流)流量，其具体状态如下Aβ型石膏生产的沸腾作用功能加入以水蒸汽或水气混合体存在的水介质，可使石膏粉在炒制或蒸炼容器内脱水的全过程处于理想状态下的沸腾态，整个炒制或蒸炼容器内的石膏粉呈均温加热脱水。石膏粉可按规定温度曲线进行升温或降温，并在规定时间内炒制或蒸炼脱水。
Bβ型石膏生产的冷却作用功能使石膏粉在炒制或蒸炼容器内炒制或蒸炼时，逐步加入以水蒸汽或水气混合体存在的水介质，使石膏炒制或蒸炼过程始终处于可控升温或降温过程，其可控升温或降温是由石膏产品质量和性能参数决定。
Cβ型石膏生产的人工时效作用功能过脱水石膏或过烧石膏在一定热介质(水蒸汽)密度条件，一定的热介质(水蒸汽)作用流量条件和一定的温度变化条件下能得到迅速纠正，这是利用了二水石膏、半水石膏、可溶性无水石膏在相应条件下呈可逆反应的原理。
D、α型石膏生产作用原理本发明是在与大气相通的蒸炼容器内蒸炼石膏脱水，属干法生产。传统生产α型石膏是将石膏置于封闭压力容器内，在溶液或饱和蒸汽状态下湿法蒸炼脱水，其热介质密度，包括饱和蒸汽密度或液态水密度是固定的，即在最大密度状态下生产。虽然可以调节热力强度(温度)，由于温度上升必然带来压力上升，压力上升将使生产成本大幅度上升。本发明以水蒸汽(饱和或过热蒸汽)存在的水介质通入与大气相通的蒸炼容器内，其热介质密度是可调控的，且热介质(水蒸汽)流量和温度亦是可调控的，采用相对较高的热介质密度和流量，及相对较低的热介质温度和相对较长的蒸炼时间，能实现生产α型石膏产品，生产成本低。
本发明具有以下积极效果(一)β型石膏1、与传统方法比较，产品质量高。以间歇式炒锅内通入水蒸气生产与传统工艺的一组对比数据为例
2、石膏产品质量和性能稳定，不需自然存放时效。
3、对重要使用性能，如强度、吸水率、初终凝时间和标准稠度等可以控制调节。
4、在间歇式炒锅生产石膏产品中，克服了现有技术中，由于沸腾减弱或消失，搅拌阻力大幅上升的缺点，提高了间歇式炒锅的工业化生产规模，增加了炒制容器的寿命，提高了石膏粉的质量和稳定性，减少了脱水不足或过脱水或过烧石膏的产生。
5、在连续式炒锅生产石膏产品中，克服了供热不均衡和给料不均衡或受原料粉附着游离水含量变化而影响质量的缺点，保证了锅内恒温控制，产品质量提高，增加了设备生产规模，产品性能指标更好，更稳定。
(二)α型石膏提供了一种方便低成本生产方法，特点是与大气相通的干法蒸炼脱水方法。
下面给出本发明的实施例，并结合实施例，对本发明作进一步详细说明实施例1在间歇式炒锅内通入直接作用石膏粉的以水蒸汽或水气混合体存在的水介质。间歇式炒锅一般是将二水石膏分解脱水成半水石膏。间歇式炒锅的传热方式这样实现热烟将热量传给石膏粉体容器，容器壁将热量再传给接触容器壁的石膏粉体，该部分石膏粉体的结晶水受热脱水转化为过热蒸汽，该过热蒸汽成为热载体继续作用其它部分石膏粉体的结晶水脱水转化为过热蒸汽。这些过程进行到一定程度时，锅内石膏粉体呈沸腾状并连续脱水，锅内石膏粉体呈均温态，该脱水态相对理想。随着石膏粉体脱水过程的逐步完成，锅内沸腾逐渐减弱和消失，锅内石膏粉体均温态逐渐转为非均温态。一般情况下，就视石膏粉体已经炒熟。事实上，在沸腾逐渐减弱和消失变为非均温态的过程中，有部分石膏粉体，特别是颗粒较大部分脱水并未理想完成，而接触高温部分特别是接触容器传热壁部分的石膏粉体又呈过脱水状态，向分解为可溶性性无水石膏转化。为了获得相对高质量的β型石膏，一般情况下，间歇式炒锅操作会让失去沸腾的石膏粉体在非均温态中和在机械强制搅拌下继续炒制一定时间，通过经验和观察二次沸腾(半水石膏继续脱水转化为可溶性无水石膏)情况决定炒制完成。这给生产和装备带来了若干弊端1、从工艺角度炒制受人为经验操作影响很在，某种意义上说，生产相对高质量的石膏产品是一门艺术，而非受工业控制的技术。
2、由于存在非沸腾态生产过程，锅内强制搅拌装置动力大，结构相对庞大。
3、由于存在非沸腾态生产过程，间歇式炒锅的工业规模受到限制。
4、由于存在非沸腾态而产生的非均温均，石膏容器受热和传热条件恶化，容易烧损，影响使用寿命。
5、由于存在过脱水和过烧石膏产生的质量不稳定因素，石膏产品需要自然存放时效。
本发明通过在容器内通入可调节的水蒸汽或水气混合体，不仅克服了上述缺点，还明显带来其它优点1、本发明通入的水蒸汽或水气混合体作为沸腾介质，能使石膏粉体始终处于均温场中脱水，脱水均匀可控，间歇式炒锅工业规模不受限制。
2、本发明通入的水蒸汽或水气混合体作为沸腾介质，冷却介质，热作用密度和热作用流量介质，能使石膏粉体能建立不同温度的均温场，调节石膏产品性能，如强度、干湿强比值、初终凝时间、标稠和吸水率等重要物理指标。
3、本发明通入的水蒸汽或水气混合体作为人工时效介质能利用石膏分解还原的可逆反应纠正石膏过脱水和过烧，提高质量和稳定性能。
4、本发明通入的水蒸汽或水气混合体作为综合功能，能控制石膏在一些特殊温度范围，特殊热作用介质(水蒸汽)密度和热作用价质(水蒸汽)流量条件和特定作用时间内进行脱水，以获得综合性能最佳的石膏产品，特别是模用石膏产品。
实施例2在连续式炒锅内通入水蒸汽或水气混合体
连续式炒锅的工艺特点是锅内石膏粉体在恒定温度和均温场中连续进出料。本发明实施到该工艺中，与间歇式炒锅作用功能不同点是通入的水介质主要不作为沸腾介质。连续式炒锅一般控制在160℃左右恒温炒制石膏。由于炒制机理，炒制温度、单位时间产量、单位时间脱水量和锅内热介质(水蒸汽)作用密度和热介质(水蒸汽)流量近似恒定，所以产品的质量和性能也相应确定。应用本发明可以相对改变温度(如高于180℃)、热介质作用密度和流量等条件，生产不同性能的石膏产品。
实施例3在水平回转简内通入水蒸汽或水气混合体主要功能与实施例1相近，不再详述，所不同的是它不需要起沸腾介质的功能。
实施例4将过热水蒸汽作为石膏脱水热源通入蒸炼容器直接作用石膏粉体——过热蒸汽石膏沸腾炉该方法是采用锅炉作为蒸汽发生器，蒸汽经过热器过热进入与大气相通的蒸炼容器——石膏沸腾炉，直接作用石膏脱水。它能彻底体现本发明的所有优越性。虽存在产生蒸汽所需大量与石膏脱水无贡献的汽化热原因耗能较高的固有缺点，因为两方面的原因使其综合经济指标是合算的一是锅炉技术，特别是发电锅炉技术的高度发展，热效率可以达到很高(＞85％)，锅炉技术是专业通用技术，设备成本相对较低，工业规模化容易实现；二是蒸炼容器变得非常简单，且不需复杂的传动装置。
实施例5将过热蒸汽或饱和蒸汽作为石膏脱水热源通入与大气相通的固定立式蒸炼器或卧式回转蒸炼器直接作用粒状或块状石膏体脱水。控制蒸汽温度、密度和流量，生产α型高强石膏。本发明相对于传统α型石膏生产工艺有本质区别传统α型石膏生产是在封闭容器内进行，本发明是在与大气相通的容器内进行；传统α型石膏生产是湿法生产，本发明是干法生产。
权利要求
1.一种石膏生产新方法，其特征在于在与大气相通的石膏蒸炼(炒制)容器内通入由蒸汽发生器或水气混合发生器产生的以水蒸汽或水气混合体存在的水介质，且以水蒸汽或水气混合体存在的水介质充盈石膏蒸炼或炒制容器内部，并与石膏蒸炼或炒制容器内的石膏粉(或粒、块)的表面直接接触。
2.根据权利要求1所述的一种石膏生产新方法，其特征在于水蒸汽是以饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在。
3.根据权利要求1所述的一种石膏生产新方法，其特征在于水气混合体是指以空气作载体将水以水雾状形式存在。
4.根据权利要求1所述的一种石膏生产新方法，其特征在于以水蒸汽或水汽混合体存在的水介质的温度高低，密度和流量大小确定石膏产品质量和性能参数，控制石膏产品的强度，初终凝时间，标稠，吸水率和干湿强比值。
5.根据权利要求1或4所述的一种石膏生产新方法，其特征在于改变水介的温度、密度和流量，控制生产β型半水石膏和β型可溶性无水石膏。
6.根据权利要求1或4所述的一种石膏生产新方法，其特征在于改变水质的温度、密度和流量，在与大气相通的开式容器内干法生产α型半水石膏和α型可溶性无水石膏。
全文摘要
本发明公开了一种适用于生产β型或α型的半水石膏和可溶性无水石膏的新方法,其特征在于,在与大气相通的石膏蒸炼容器内通入以水蒸汽或水气混合体存在的水介质,且水介质充盈容器内部,并与石膏粉(块、粒)表面直接接触,本发明水介质密度、温度、流量可调,能控制生产石膏的质量和性能参数,降低了生产成本,提高了产品质量,产品性能稳定。
文档编号C04B11/032GK1292359SQ9911497
公开日2001年4月25日 申请日期1999年6月29日 优先权日1999年6月29日
发明者刘开义 申请人:刘开义