一种磷石膏制备高强α半水石膏的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固体废弃物综合利用领域，具体涉及一种磷石膏制备高强a半水石 膏的方法及装置。
【背景技术】
[0002] a半水石膏，国际上通称为高强度石膏，其主要特点为，基础抗压强度可达 40-60MPa，甚至达lOOMPa。目前国内普遍使用的石膏材料为使用煅烧方法制备的0半水石 膏，也称"建筑石膏"，其基础强度仅在5-10MPa左右。
[0003] a型半水石膏一般认为属于三方晶系、层状结构。二水石膏转变为半水石膏时 要发生两类变化：一是在两个离子层之间的水分子失去3/4 ;二是Ca2+与S042-彼此错开。 a型半水石膏与0型半水石膏只是石膏脱水相一个系统中的2个极端相，二者在微观结 构即原子排列的精细结构上没有本质的差别，但是作为石膏胶凝材料，其宏观性能相差很 大。a型半水石膏水化速度慢、水化热低、需水量小、硬化体结构密实、强度高，0型半水石 膏则恰好相反。
[0004] a型半水石膏是以蒸压法、水热法等在湿热环境下由二水石膏脱水而生成。不同 于普通建筑石膏（0型半水石膏)，其制品具有高强、轻质、隔热、防火、无污染、使用寿命长 等许多特点。作为制模材料，a型半水石膏制品可以大大提高陶瓷工业所用的各种成型模 具和精密冶金及机械加工所用的各种铸造模型的技术性能与使用寿命；a半水石膏又是 一种新颖的功能型活性填料，用于制造高强度的工程塑料、工程橡胶等产品，是高档的装饰 装修材料和优质的建筑用原料。但由于国外对一些关键技术的严格保密，我国现行生产工 艺复杂，设备投资大，生产成本高，售价高等使它的应用受到限制。优质的a型半水石膏高 性能模具石膏其价格高达1〇〇〇元/吨左右，目前该产品还主要依赖于进口。目前用磷石膏 制备a型半水石膏工业化尚未见报道。
[0005] 我国是一个化学石膏资源十分丰富的国家，特别是存在大量磷石膏、氟石膏、脱硫 石膏等化学石膏。开发高性能石膏胶凝材料，替代目前的主导墙体材料，由于其具有重量 轻，可调节环境湿度、阻燃，保温隔热性能好，能降低建筑能耗，特别是具有完全可循环利用 的绿色建材特点等一系列优点，已成为规模化利用各种磷石膏类化学石膏的有效途径。
[0006] 1、a半水石膏的形成机理 a半水石膏是石膏在饱和蒸汽或水溶液环境中脱去1.5个结晶水制备出的半水石膏， 其形成机理尚无定论，目前主要有三种观点：多数学者认为在加热水蒸气压力下按溶解析 晶机制形成。V.Statava认为二水石膏转变为a半水石膏的初期，按局部化学反应机理进 行，而后期则按溶解析晶机理进行。A彼列捷尔则认为二水石膏先分解成无水硫酸钙和 游离水，当后来结合水分子时，才生成粗大、密实的结晶a半水石膏。从近几年的研宄成果 看，溶液法是主要方向，增加二水石膏溶解度，促进半水石膏晶体重新生成及晶形控制方面 的研宄有了一定的突破。
[0007] 其主要反应方程式如下：
【主权项】
1. 一种磷石膏制备高强a半水石膏的方法，其特征在于按如下步骤进行： (1) 将磷石膏、预处理添加剂、水、转晶剂混合，搅拌均匀，陈化处理1-2天后在压力为 2-20Mpa条件下将混合物压制成球，其中预处理添加剂的添加量是磷石膏质量的1%-4%，水 的添加量为磷石霄质量的6%_12% ; (2) 将成球物料置于密闭蒸压釜内，采用110°C -180°C的高温饱和水蒸汽在压力 0. 11-0. 6Mpa下进行处理l-6h，降温降压后采用热空气加热烘干反应产物，收集产物后粉 磨即得高强a半水石膏。
2. 根据权利要求1所述磷石膏制备高强a半水石膏的方法，其特征在于：预处理添加 剂为CaO。
3. 根据权利要求1所述磷石膏制备高强a半水石膏的方法，其特征在于：转晶剂为柠 檬酸钠和硫酸铝的混合物，柠檬酸钠、硫酸铝的添加量分别为磷石膏质量的〇. 〇1%_〇. 1%。
4. 完成权利要求1所述磷石膏制备高强a半水石膏的方法的蒸压釜，其特征在于：蒸 压釜包括釜体（1)、送风/蒸汽口（2)、送风管（6)、出风口（3)，釜体（1) 一端或两端设置有 釜盖（4)，釜体（1)内沿进料方向安装有3排送风管（6 )，每排送风管（6 )由3根以上的送风 支管（7)组成，送风/蒸汽口（2)通过管道与每排送风管（6)中的送风支管连通，出风口（3) 设置在釜体（1)上，釜体（1)上设置有安全连锁电磁阀（5 )，釜体（1)内底部设置有原料输送 轨道。
【专利摘要】本发明公开了一种磷石膏制备高强α半水石膏的方法，该方法将磷石膏、预处理添加剂、水、转晶剂混合，搅拌均匀，陈化处理后制球，然后在蒸压釜中完成蒸养和干燥，制得高强α半水石膏，该方法工艺流程简单，易于工业化，可大量利用消耗磷石膏，且转化率高，同时提供了一种能实现蒸养与烘干一体化的蒸压釜，能较好地制备α半水磷石膏并产出优质建筑材料或墙体材料。
【IPC分类】C04B11-26
【公开号】CN104628274
【申请号】CN201410721543
【发明人】李建锡
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月3日