本发明涉及石膏制备领域，具体涉及一种石膏粉的制备方法。
背景技术：
随着磷肥工业的不断发展，其副产物磷石膏的数量越来越多。磷石膏的堆存不仅占用大量土地，而且严重污染了地下水及周边环境。
目前，煅烧制备建筑石膏粉是实现多数工业副产石膏资源利用的最有效方法，原因归结于：(1)煅烧量巨大，利用效率高；(2)设备简单，煅烧成本低。对于磷石膏来说，由于磷、氟、有机质等杂质的存在，传统的制备工艺所生产出的建筑石膏粉往往出现凝结时间过长、强度太低等不良结果，严重制约着磷石膏的大量应用。究其原因，主要是因为磷酸钙、氟化钙与有机质易吸附于半水石膏表面，阻碍了半水石膏的水化，影响了强度的发展。
现有技术中，多采用水洗、石灰中和浮选等方法对磷石膏进行处理。但水洗工艺复杂，水耗与能耗均较高，且水洗后的污水必须经过处理后方可排放，该预处理工艺并不具备良好的竞争能力；中和工艺处理后的磷石膏性能不佳；浮选法主要是消除有机杂质对磷石膏的影响，一般会与其它工艺配合实施。
上述方法可以适当改善磷石膏制备建筑石膏粉的性能，但工艺较为复杂，与煅烧建筑石膏粉工艺简单的特点背道而驰，且由于设备投资以及排污处理等因素，还带来了一定的经济和环境负担。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种石膏粉的制备方法，其工艺简单，易操作，无污染，制备的石膏粉保温性能好，凝结时间短，力学强度优异。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案如下：
提供了一种石膏粉的制备方法，其包括如下步骤：
S1、取磷石膏加入粉碎机中粉碎、过筛，得磷石膏粉末，按质量比1:3～1:5将磷石膏粉末加入到水中，机械搅拌后得磷石膏浆料；
S2、将高岭土加水后调制得到浓度22-24wt％的矿浆，以高岭土为基准加入1.3-1.5wt％的六偏磷酸钠和0.5-0.7wt％的氢氧化钠，在35-45℃水浴中搅拌40-50min，静置30-35min，取上层泥浆离心分离，烘干，粉碎至粒径≤8mm，得到改性高岭土；
S3、向所述磷石膏浆料中依次加入增稠剂和减水剂，搅拌混合后放置于蒸压釜中，蒸压后取出并放入烘箱中，干燥至磷石膏浆料混合物含水量为12～14％，得石膏混合物；
S4、按重量份计算，在100份步骤S3中的石膏混合物中加入7-9份脱硫石膏、30-50份水后搅拌均匀，升温至35-42℃后加入10-20份步骤S2中的改性高岭土，搅拌1-2h，冷却静置16-18h，加入3-8份激发剂混匀，在80-180℃下焙烧1-3h，冷却至室温，加水调节湿度为6-8wt％，依次加入2-5份混合纤维、1.2-2.5份保水剂、0.3-0.4份活性剂、0.5-1.8份聚乙烯醇、1.5-1.8份发泡调节剂搅拌均匀，静置陈化3.5-4h，细磨至粒径≤0.147mm；
S5、向经过步骤S3处理的石膏混合物中加入质量分数5％的硫酸钠溶液，加入量为经过步骤S3处理的石膏混合物的质量的6-8％，且在130-145℃温度下放置2.5-3.5h，然后再加入硅酸铝纤维，搅拌混合后出料得混合物料；
以及S6、将步骤S5中的混合物料放入烘箱中，干燥后得干燥物，将干燥物加入马弗炉中，保温煅烧后冷却至室温，得煅烧物后加入粉碎机中粉碎，过筛后收集粉末，即可得到石膏粉。
优选的，步骤S3中还可以向磷石膏浆料中添加改性剂，改性剂的质量为磷石膏浆料质量的3.5-4.5％。
优选的，所述改性剂为绿泥石、高岭石、蒙脱石、伊利石、海泡石中的一种或多种。
优选的，所述减水剂为木质磺酸钠、密胺树脂、聚羧酸高效减水剂中的一种。
优选的，所述混合纤维包括质量配比为(1:1)-(1:3)的玻璃纤维和有机纤维组成；所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为13-16％；有机纤维是由低熔点PET纤维和聚丙烯纤维组成。
优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、黄原胶、羟丙基甲基纤维素中的一种。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明中的石膏粉制备方法工艺简单，易操作，无污染，制备的石膏粉保温性能好，凝结时间短，力学强度优异。
具体实施方式
应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
本实施例中的石膏粉制备方法包括如下步骤：
S1、取磷石膏加入粉碎机中粉碎、过筛，得磷石膏粉末，按质量比1:3将磷石膏粉末加入到水中，机械搅拌后得磷石膏浆料；
S2、将高岭土加水后调制得到浓度22wt％的矿浆，以高岭土为基准加入1.3wt％的六偏磷酸钠和0.5wt％的氢氧化钠，在35℃水浴中搅拌40min，静置30min，取上层泥浆离心分离，烘干，粉碎至粒径≤8mm，得到改性高岭土；
S3、向所述磷石膏浆料中依次加入增稠剂和减水剂，搅拌混合后放置于蒸压釜中，蒸压后取出并放入烘箱中，干燥至磷石膏浆料混合物含水量为12％，得石膏混合物；
S4、按重量份计算，在100份步骤S3中的石膏混合物中加入7份脱硫石膏、30份水后搅拌均匀，升温至35℃后加入10份步骤S2中的改性高岭土，搅拌1h，冷却静置16h，加入3份激发剂混匀，在80℃下焙烧1h，冷却至室温，加水调节湿度为6wt％，依次加入2份混合纤维、1.2份保水剂、0.3份活性剂、0.5份聚乙烯醇、1.5份发泡调节剂搅拌均匀，静置陈化3.5h，细磨至粒径≤0.147mm；
S5、向经过步骤S3处理的石膏混合物中加入质量分数5％的硫酸钠溶液，加入量为经过步骤S3处理的石膏混合物的质量的6％，且在130℃温度下放置2.5h，然后再加入硅酸铝纤维，搅拌混合后出料得混合物料；
以及S6、将步骤S5中的混合物料放入烘箱中，干燥后得干燥物，将干燥物加入马弗炉中，保温煅烧后冷却至室温，得煅烧物后加入粉碎机中粉碎，过筛后收集粉末，即可得到石膏粉。
优选的，步骤S3中还可以向磷石膏浆料中添加改性剂，改性剂的质量为磷石膏浆料质量的3.5％；所述改性剂为绿泥石、高岭石、蒙脱石、伊利石、海泡石中的一种或多种；所述减水剂为木质磺酸钠、密胺树脂、聚羧酸高效减水剂中的一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、黄原胶、羟丙基甲基纤维素中的一种；所述混合纤维包括质量配比为1:1的玻璃纤维和有机纤维组成；所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为13％；有机纤维是由低熔点PET纤维和聚丙烯纤维组成；所述激发剂选自硫酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸铝、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化钠中的一种或多种。
对实施例一中所制备得到的石膏粉进行检测，其各性能平均参数如下：初凝时间13min，终凝时间32min；24h后测定的抗折强度1.83MPa，抗压强度7.4MPa，粘接强度9.12MPa；导热系数为0.20W/m·K，保水率为92.7％，满足《建筑石膏(GB/T9776-2008)》建筑石膏粉要求。
实施例二：
本实施例中的石膏粉制备方法包括如下步骤：
S1、取磷石膏加入粉碎机中粉碎、过筛，得磷石膏粉末，按质量比1:5将磷石膏粉末加入到水中，机械搅拌后得磷石膏浆料；
S2、将高岭土加水后调制得到浓度24wt％的矿浆，以高岭土为基准加入1.5wt％的六偏磷酸钠和0.7wt％的氢氧化钠，在45℃水浴中搅拌50min，静置35min，取上层泥浆离心分离，烘干，粉碎至粒径≤8mm，得到改性高岭土；
S3、向所述磷石膏浆料中依次加入增稠剂和减水剂，搅拌混合后放置于蒸压釜中，蒸压后取出并放入烘箱中，干燥至磷石膏浆料混合物含水量为14％，得石膏混合物；
S4、按重量份计算，在100份步骤S3中的石膏混合物中加入9份脱硫石膏、50份水后搅拌均匀，升温至42℃后加入20份步骤S2中的改性高岭土，搅拌2h，冷却静置18h，加入8份激发剂混匀，在180℃下焙烧3h，冷却至室温，加水调节湿度为8wt％，依次加入5份混合纤维、2.5份保水剂、0.4份活性剂、1.8份聚乙烯醇、1.8份发泡调节剂搅拌均匀，静置陈化4h，细磨至粒径≤0.147mm；
S5、向经过步骤S3处理的石膏混合物中加入质量分数5％的硫酸钠溶液，加入量为经过步骤S3处理的石膏混合物的质量的8％，且在145℃温度下放置3.5h，然后再加入硅酸铝纤维，搅拌混合后出料得混合物料；
以及S6、将步骤S5中的混合物料放入烘箱中，干燥后得干燥物，将干燥物加入马弗炉中，保温煅烧后冷却至室温，得煅烧物后加入粉碎机中粉碎，过筛后收集粉末，即可得到石膏粉。
优选的，步骤S3中还可以向磷石膏浆料中添加改性剂，改性剂的质量为磷石膏浆料质量的4.5％；所述改性剂为绿泥石、高岭石、蒙脱石、伊利石、海泡石中的一种或多种；所述减水剂为木质磺酸钠、密胺树脂、聚羧酸高效减水剂中的一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、黄原胶、羟丙基甲基纤维素中的一种；所述混合纤维包括质量配比为1:3的玻璃纤维和有机纤维组成；所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为16％；有机纤维是由低熔点PET纤维和聚丙烯纤维组成；所述激发剂选自硫酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸铝、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化钠中的一种或多种。
对实施例二中所制备得到的石膏粉进行检测，其各性能平均参数如下：初凝时间14min，终凝时间35min；24h后测定的抗折强度1.94MPa，抗压强度7.9MPa，粘接强度9.23MPa；导热系数为0.22W/m·K，保水率为93.4％，满足《建筑石膏(GB/T9776-2008)》建筑石膏粉要求。
实施例三：
本实施例的石膏粉制备方法包括如下步骤：
S1、取磷石膏加入粉碎机中粉碎、过筛，得磷石膏粉末，按质量比1:4将磷石膏粉末加入到水中，机械搅拌后得磷石膏浆料；
S2、将高岭土加水后调制得到浓度23wt％的矿浆，以高岭土为基准加入1.4wt％的六偏磷酸钠和0.6wt％的氢氧化钠，在49℃水浴中搅拌45min，静置32min，取上层泥浆离心分离，烘干，粉碎至粒径≤8mm，得到改性高岭土；
S3、向所述磷石膏浆料中依次加入增稠剂和减水剂，搅拌混合后放置于蒸压釜中，蒸压后取出并放入烘箱中，干燥至磷石膏浆料混合物含水量为13％，得石膏混合物；
S4、按重量份计算，在100份步骤S3中的石膏混合物中加入8份脱硫石膏、40份水后搅拌均匀，升温至38℃后加入15份步骤S2中的改性高岭土，搅拌1.5h，冷却静置17h，加入6份激发剂混匀，在135℃下焙烧2h，冷却至室温，加水调节湿度为7wt％，依次加入3份混合纤维、2份保水剂、0.35份活性剂、1份聚乙烯醇、1份发泡调节剂搅拌均匀，静置陈化3.5h，细磨至粒径≤0.147mm；
S5、向经过步骤S3处理的石膏混合物中加入质量分数5％的硫酸钠溶液，加入量为经过步骤S3处理的石膏混合物的质量的7％，且在135℃温度下放置3h，然后再加入硅酸铝纤维，搅拌混合后出料得混合物料；
以及S6、将步骤S5中的混合物料放入烘箱中，干燥后得干燥物，将干燥物加入马弗炉中，保温煅烧后冷却至室温，得煅烧物后加入粉碎机中粉碎，过筛后收集粉末，即可得到石膏粉。
优选的，步骤S3中还可以向磷石膏浆料中添加改性剂，改性剂的质量为磷石膏浆料质量的4％；所述改性剂为绿泥石、高岭石、蒙脱石、伊利石、海泡石中的一种或多种；所述减水剂为木质磺酸钠、密胺树脂、聚羧酸高效减水剂中的一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、黄原胶、羟丙基甲基纤维素中的一种；所述混合纤维包括质量配比为1:4的玻璃纤维和有机纤维组成；所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为14％；有机纤维是由低熔点PET纤维和聚丙烯纤维组成；所述激发剂选自硫酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸铝、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化钠中的一种或多种。
对实施例二中所制备得到的石膏粉进行检测，其各性能平均参数如下：初凝时间12min，终凝时间32min；24h后测定的抗折强度2.15MPa，抗压强度8.4MPa，粘接强度9.17MPa；导热系数为0.31W/m·K，保水率为94.2％，满足《建筑石膏(GB/T9776-2008)》建筑石膏粉要求。
综上所述，本发明的石膏粉制备方法工艺简单，易操作，无污染，制备的石膏粉保温性能好，凝结时间短，力学强度优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。