一种改性氟石膏及其制备方法和应用

本发明属于建筑材料，具体涉及一种改性氟石膏及其制备方法和应用。

背景技术：

1、氟石膏是氟化盐厂利用萤石和浓硫酸制取氢氟酸产生的废渣，主要化学组成为无水硫酸钙(ⅱ型)，含有一定量残余的氟化钙、硫酸、氢氟酸、少量二氧化硅及微量的na+、k+等杂质。理论上每生产1吨氢氟酸会产生3.6吨氟石膏。据相关统计，中国氟石膏废渣产生量居世界第一，每年产生超过1000万吨，其中河南省每年氟石膏产生超过50万吨，综合利用率约为10～15％。

2、氟石膏存在粉磨效率低、酸性强、活性差等问题，制约将其直接用作胶凝材料，从而限制其大规模的利用。当前对于氟石膏的处理仍以堆存的方式为主，既占用大量土地，也是资源的极大浪费；且长期堆存其含有的酸性及可溶性f-等有毒有害物质逐步浸出会对周边土壤、地下水等造成严重污染；氟石膏密度较小，随风而起的粉尘也极大影响空气及环境。近些年，虽然各地已基本做到规范堆存，但对堆存场的维护成本较高，既降低了企业的经济效益也已经成为制约企业持续发展的关键因素。

3、目前，氟石膏主要用作辅助胶凝材料，或代替天然二水石膏用作水泥的缓凝剂，资源化利用率相对较少。

4、为此，开展了氟石膏改性的研究，以期通过改性，达到氟石膏直接用作胶凝材料的目的，为实现氟石膏的大规模资源化利用提供技术支撑。

5、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改性氟石膏及其制备方法和应用，以有助于解决或缓解氟石膏不适宜直接用作胶凝材料、难以大规模资源化利用的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性氟石膏的制备方法，包括下述步骤：将生石灰与氟石膏混合粉磨。

3、优选地，还包括加入萘系减水剂的步骤。

4、优选地，所述生石灰与所述氟石膏的质量比为(0.5-1.0):100；所述萘系减水剂与所述氟石膏的质量比为(0.3-1.5):100；

5、优选地，萘系减水剂与所述氟石膏的质量比为(0.3-0.9):100。

6、优选地，所述氟石膏为制取氟化氢的副产物；所述氟石膏的粒径为0.3-1.5cm，ph值为2.3，密度为2.59g/cm3；所述氟石膏的主要矿物组成为ⅱ型硬石膏，也含有萤石。

7、优选地，所述生石灰的有效氧化钙含量≥80wt.％；所述萘系减水剂为市售萘系减水剂。

8、优选地，所述混合粉磨的时间为15-45min。

9、本发明还提供了一种改性氟石膏，其采用下述技术方案：一种改性氟石膏，所述改性氟石膏采用如上所述的方法制备得到。

10、本发明还提供了一种改性氟石膏制品，其采用下述技术方案：一种改性氟石膏制品，所述改性氟石膏制品采用如上所述的改性氟石膏制备得到。

11、本发明还提供了一种改性氟石膏制品的制备方法，其采用下述技术方案：如上所述的改性氟石膏制品的制备方法，包括下述步骤：(1)将所述改性氟石膏和水搅拌混合均匀，得到改性氟石膏料浆；(2)将所述改性氟石膏料浆装入模具中，养护，即得所述改性氟石膏制品。

12、优选地，所述养护的温度为20±5℃，相对湿度为70％±4％。

13、有益效果：

14、本发明针对氟石膏直接用作胶凝材料存在的问题，提出了单独采用生石灰或同时采用生石灰和萘系减水剂对其改性的方法，成本低，易于实施，适合工业化生产。本发明的改性氟石膏的制备方法所采用的原料单一、种类较少，生产成本很低，适合大规模生产。

15、本发明是把氟石膏与一定比例的生石灰和萘系减水剂混掺后，进行粉磨，不仅提高可粉磨效率，而且提高了氟石膏的水化活性，以及有效地抑制了氟离子的溶出。本发明的改性氟石膏可直接用作胶凝材料，实现氟石膏的大规模资源化利用。

技术特征：

1.一种改性氟石膏的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将生石灰与氟石膏混合粉磨。

2.根据权利要求1所述的改性氟石膏的制备方法，其特征在于，还包括加入萘系减水剂的步骤。

3.根据权利要求2所述的改性氟石膏的制备方法，其特征在于，所述生石灰与所述氟石膏的质量比为(0.5-1.0):100；

4.根据权利要求1所述的改性氟石膏的制备方法，其特征在于，所述氟石膏为制取氟化氢的副产物；

5.根据权利要求1所述的改性氟石膏的制备方法，其特征在于，所述生石灰的有效氧化钙含量≥80wt.％；

6.根据权利要求1-5任一项所述的改性氟石膏的制备方法，其特征在于，所述混合粉磨的时间为15-45min。

7.一种改性氟石膏，其特征在于，所述改性氟石膏采用如权利要求1-6任一项所述的方法制备得到。

8.一种改性氟石膏制品，其特征在于，所述改性氟石膏制品采用如权利要求7所述的改性氟石膏制备得到。

9.根据权利要求8所述的改性氟石膏制品的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

10.根据权利要求9所述的改性氟石膏制品的制备方法，其特征在于，所述养护的温度为20±5℃，相对湿度为70％±4％。

技术总结
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性氟石膏及其制备方法和应用。本发明的改性氟石膏的制备方法包括下述步骤：将生石灰与氟石膏混合粉磨。本发明针对氟石膏直接用作胶凝材料存在的问题，提出了单独采用生石灰或同时采用生石灰和萘系减水剂对其改性的方法，成本低，易于实施，适合工业化生产。本发明的改性氟石膏的制备方法所采用的原料单一、种类较少，生产成本很低，适合大规模生产。

技术研发人员：王雨利,贺航,刘小星,刘松辉,罗树琼,朱建平
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15