一种纳米脱硫石膏人造板的制备方法与流程

文档序号:16332337发布日期:2018-12-19 06:16阅读:210来源:国知局

本发明涉及人造板,特别涉及人造板的制备方法。

背景技术

我国超过75%的能源来自于燃煤。煤炭的大量使用导致了so2的排放量增加,其中,燃煤电厂的烟气so2排放约占so2总排放量的50%。为限制so2的排放,世界各国燃煤发电厂都己经安装了烟气脱硫装置,目前普遍采用原理简单,技术成熟、高效脱硫的石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫。采用石灰石-石膏湿法工艺,去除烟气中硫的过程中,会产生大量烟气脱硫石膏。

2013年,我国烟气脱硫石膏7550万t,预计到2020年我国脱硫石膏年产量将达到1亿t,目前综合利用率达到72%,截止2013年,我国烟气脱硫石膏的库存量约为1亿吨[毛玉梅.烟气脱硫石膏改良围垦滩涂盐碱土研究[d].上海:华东师范大学,2016:2~3]。我国烟气脱硫石膏综合利用起步较晚,主要用于水泥缓凝剂,建筑石膏粉,纸面石膏板,但目前还有大量脱硫石膏堆存,占用耕地、污染环境。

脱硫石膏的主要成份为二水硫酸钙,常含有亚硫酸钙,将影响脱硫石膏的应用[杨用龙,苏秋凤,朱跃.新型脱硫石膏主要成分分析方法研究[j].能源工程,2013,(5):49~51]。

微生物(氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫螺菌)常作为烟气脱硫剂使用,微生物可将烟气中的so2一方面以物理吸附、化学反应的形式转变为h2so4的溶液[赵毅,周云.微生物技术在烟气脱硫中的应用[j].电力环境保护,2008,24(1):1~4;石慧芳,陈春涛,刘启旺.微生物烟气脱硫技术及其研究方向[j].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2002,17(2):100~103]。

在甘蔗制糖生产过程中,由于混合汁所含的蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物质对煮糖结晶不利,因此需要对混合汁进行澄清处理。即向混合汁加入一些物质,使蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物沉淀下来,沉淀物通过压滤机或真空吸滤机或离心分离设备而得到的滤渣,称为糖泥(一些地方也叫滤泥)[胡永军.糖泥肥对促进橘子生长的效应研究[j].林业科技,2017,42(4):42~44]。

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣,由于生产流程的不同而会含有二水石膏(caso4·2h2o)和半水石膏(caso4·0.5h2o)以二水石膏为主要成份。此外还含有少量未分解的磷矿粉、游离磷酸、磷酸铁、磷酸铝和氟硅酸盐等杂质;全世界磷石膏的年排放量接近2亿吨,我国磷石膏的年排放量也超过1000万吨。这不仅占用大量土地,而且严重地污染了环境[席美云.磷石膏的综合利用[j].环境科学与技术,2001,(3):10~13]。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种纳米脱硫石膏人造板的制备方法。

为达到以上目的,本发明是采取如下技术方案:

一种纳米脱硫石膏人造板的制备方法,其特征在于,依次包括下述步骤:

a、在脱硫石膏中加入微生物处理后,加入氯离子稳定剂,得到预处理脱硫石膏;

b、将预处理脱硫石膏进行重结晶,得到类球形半水石膏晶体;

c、在半水石膏晶体中加入表面活性剂、水硬性胶凝材料、疏水剂、缓凝剂,混合均匀后得到干粉;

d、在干粉中加溶剂,搅拌均匀后,倒入铺有网格布的模型中,在养护室中养护,脱模得到纳米脱硫石膏人造板。

本发明中,所述的微生物为常见的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫螺菌组成(3种菌的用量均不能为0,其比例为任意值),这些微生物通过驯化,在脱硫石膏中具有较强的氧化能力,在100kg石膏中,加入微生物的总数约103~106个,处理时间为30~60天;所述的氯离子稳定剂为硫酸铜、氧化铋中的一种,加入量为脱硫石膏质量的0.1-0.5%;所述的表面活性剂为脂肪酸甘油酯、十二烷基苯磺酸钠、聚山梨酯中的一种,加入量为脱硫石膏质量的0.1~0.5%;所述的水硬性胶凝材料为石灰-活化煤矸石、石灰-燃煤炉渣、石灰-黄磷渣的一种;加入量为脱硫石膏质量的5~10%;所述的疏水剂为聚硅氮烷、硬脂酸中的一种,加入量为脱硫石膏质量的0.1~0.5%;所述的缓凝剂为糖泥、磷石膏中的一种,加入量为脱硫石膏质量的5~10%;所述的溶剂为水、乙醇-水溶液,加入量为脱硫石膏质量的30~49%;所述的网格布中纤维为玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维中的一种,加入量为脱硫石膏质量的5~10%;所述的养护时间为2~12小时。

本发明具有以下优点:

本发明用微生物将脱硫石膏中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,可提高脱硫石膏的质量,具有成本低、无污染的特点。脱硫石膏中加入氯离子稳定剂,使氯生成难溶的盐稳定在石膏中,避免氯离子在石膏中的迁移,影响石膏板外观质量;脱硫石膏主要成分为二水石膏,没有胶凝性能;将预处理脱硫石膏进行重结晶,得到类球形半水石膏晶体,具有胶凝性能;表面活性剂,可吸附在石膏颗粒表面,增加石膏桨体的流动性,降低桨体的需水量;水硬性胶凝材料,具有遇水硬化的特点,其水化产物为纳米颗粒,填充于人造板的微孔,提高人造板的强度,并提高人造板的耐水性能。本发明中水硬性胶凝材料以工业废渣为主要原料,加入少量的石灰(废渣质量的5%)激发其水化活性,使其具有胶凝性能。水硬性胶凝材料可吸附石膏中的碱离子,避免其向石膏表面迁移,提高人造板外观质量。利用废渣作为胶凝材料,具有废物利用的特点;疏水剂,可增加人造板的疏水特性,增强其耐水性能;缓凝剂,可改变石膏的凝结时间,有利于人造板的成型操作。本发明的缓凝剂为工业废渣,加入缓凝剂后石膏浆体的初凝时间均大于20分钟,可实现资源循环利用;在水中加入乙醇得到乙醇-水溶液为溶剂,乙醇可增加石膏浆体的流动性;网格布,可提高人造板的强度;成型后的人造板在养护室中养护,可缩短养护时间,提高生产效率。在养护室设机械通风,排出的气体冷凝、并回收溶剂、实现溶剂循环利用,具有节水的特点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在脱硫石膏中加入微生物处理后,加入氯离子稳定剂,得到预处理脱硫石膏;将预处理脱硫石膏进行重结晶,得到类球形半水石膏晶体。表1列出了编号为1~18的18个预处理实施例。

表1

在半水石膏晶体中加入表面活性剂、水硬性胶凝材料、疏水剂、缓凝剂,混合均匀后得到干粉。表2列出了编号为1~18的18个干粉配方实施例。

表2、

在干粉中加溶剂,搅拌均匀后,倒入铺有网格布的模型中,在养护室中养护后,脱模得到纳米脱硫石膏人造板。表3列出了编号为1~18的18个人造板成型实施例。

本实施例1~18中,人造板的强度均大于20mpa,吸水率≤5.0%。

本发明的实施例均可实施。本发明不限于这些实施例。

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