專利名稱：利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檸檬酸石膏的綜合處理工藝，具體涉及一種利用檸檬酸石膏工業(yè) 化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝。
背景技術(shù)：
檸檬酸企業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的檸檬酸石膏，其主要固體廢物為二水硫酸 鈣，目前大多數(shù)企業(yè)采用的普遍做法是征地或租地暫時(shí)存儲(chǔ)或填埋，不僅占用大量耕地，浪 費(fèi)資源，而且未從根本上徹底解決固廢污染問題，造成固廢堆積如山，形成一種新型的白色 污染或灰色污染。檸檬酸石膏看似一種固體廢物，實(shí)則是一種非常寶貴的建材資源，如能加 以正確利用、綜合開發(fā)，必將變廢為寶。目前，市場(chǎng)上的石膏粉多是以天然石膏為原料煅燒而成，主要用于石膏板、石膏線 條、石膏砌塊等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著建筑領(lǐng)域的飛速發(fā)展，天然石膏資源開發(fā)嚴(yán)重，甚至到了 匱乏的地步，國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)政策保護(hù)礦產(chǎn)資源。因此，從應(yīng)用前景來(lái)看，化學(xué)石膏將取 代天然石膏，成為一種新型的建筑材料。從對(duì)檸檬酸石膏的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，其白度、品位遠(yuǎn) 好于磷石膏和脫硫石膏，可與天然石膏媲美，可加工性能優(yōu)良。國(guó)內(nèi)對(duì)檸檬酸石膏的綜合處 理和應(yīng)用剛剛起步，發(fā)展緩慢，尚未形成工業(yè)化、規(guī)?；纳a(chǎn)。目前，在石膏生產(chǎn)線上普遍采用的工藝有兩種，即一步法工藝和兩步法工藝。一步 法是集干燥、煅燒于一體的處理工藝，石膏原料由送料機(jī)送入煅燒爐內(nèi)，在機(jī)械分散力和熱 風(fēng)的作用下，沿旋轉(zhuǎn)路線完成閃蒸脫水，達(dá)到要求水分后由排料口排出，物料停留時(shí)間短， 屬于快速煅燒。該工藝流程簡(jiǎn)潔，對(duì)原料水分較低的天然石膏、脫硫石膏、磷石膏較適用，但 對(duì)檸檬酸石膏而言并不適合，一則處理量較大，二則水分較高，直接導(dǎo)致投資高、運(yùn)行成本 高，除塵負(fù)荷大，工藝也不穩(wěn)定；此外，檸檬酸石膏不同于天然石膏、脫硫石膏和磷石膏，烘 干、煅燒一步完成，不利于其最終產(chǎn)品的性能改善。而烘干方式主要有以下幾種1、氣流烘干，通常是熱煙氣與物料直接接觸，熱效率 很高，能耗較低，但物料有所污染，此外對(duì)水分較高、處理量較大的檸檬酸石膏一套氣流烘 干裝置不能滿足要求，投資高，除塵負(fù)荷大；2、斯德干燥機(jī)，即旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)，類似于一步 法的煅燒爐，對(duì)高濕物料不適合；3、回轉(zhuǎn)窯。通常是煙氣或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)，熱效率一 般，水分高物料應(yīng)用少，容易粘筒壁，且受熱不均勻；4、管束烘干機(jī)，目前熱效率較高的一種 烘干設(shè)備，但不適用于石膏物料，結(jié)管壁現(xiàn)象嚴(yán)重；5、漿葉加熱機(jī)，導(dǎo)熱油作為加熱介質(zhì)，部 分干料返投以降低物料水分，物料受熱不均，且水蒸汽較大，不容易及時(shí)排出，影響煅燒和 除塵系統(tǒng)，不適合水分大物料處理。煅燒方式主要有兩種，即快速煅燒和慢速煅燒，快速煅燒的代表是斯德煅燒爐，物 料在其內(nèi)部停留時(shí)間短，煅燒效果不好，過燒較多，半水含量較低，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定；由此可 見上述的已公開的技術(shù)均無(wú)法很好的應(yīng)用于檸檬酸石膏的回收和生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有檸檬酸石膏利用上所存在的諸多不足之處，本發(fā)明提供了一種利用檸檬 酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的工藝方法，即預(yù)處理+烘干+煅燒+粉磨四步法 工藝，本工藝針對(duì)檸檬酸石膏的自身特點(diǎn)，進(jìn)行全方位工藝優(yōu)化，生產(chǎn)過程運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng) 化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定、易控制。本發(fā)明旨在對(duì)檸檬酸行業(yè)固體廢物_檸檬酸石膏進(jìn) 行綜合處理再利用，達(dá)到變廢為寶、節(jié)能減排的目的。同時(shí)，利用檸檬酸石膏所生產(chǎn)的建筑 石膏性能優(yōu)良，可作為一種新型建筑材料，替代天然石膏，從而保護(hù)國(guó)家天然礦產(chǎn)資源，具 有廣闊的應(yīng)用和市場(chǎng)前景。本發(fā)明采用的具體工藝步驟如下(1)將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗，并向其中添加堿性物質(zhì)，使處理后原料的pH值 控制在4-10 ；(2)將上述經(jīng)過預(yù)處理的檸檬酸石膏送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間控制在 15-30min，烘干溫度控制在450-550°C，烘干后原料的附著水含量重量分?jǐn)?shù)彡6% ；(3)將烘干后的物料送至沸騰煅燒爐；煅燒爐的煅燒溫度控制在150-190°C，煅燒 時(shí)間30-50min，經(jīng)煅燒后排出的物料中結(jié)晶水含量重量分?jǐn)?shù)< 5% ；(4)將煅燒后的物料送入球磨機(jī)粉磨既得產(chǎn)品。本發(fā)明所采用的檸檬酸石膏原料為檸檬酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫酸鈣渣，其為細(xì)顆 粒狀，細(xì)度為80-200目，顏色為白色，白度為85-92%，品位較高，達(dá)95%以上。該原料為化學(xué)石膏的一種，其性能遠(yuǎn)好于脫硫石膏、磷石膏，與天然石膏基本相 當(dāng)，可替代天然石膏使用。采用上述的工藝，首先添加堿性物質(zhì)以調(diào)節(jié)整個(gè)石膏原料的pH值，從而為后續(xù) 的處理提供一個(gè)良好的反應(yīng)環(huán)境，且在偏堿性的環(huán)境下處理所得的建筑石膏品質(zhì)更好；為 了達(dá)到最佳的效果，本發(fā)明所采用的堿性物質(zhì)一般為氫氧化鈉、氧化鈣、次氯酸鈉、次氯酸 鈣等中的一種或多種，添加堿性物質(zhì)后，一般控制原料的PH值在4-10，更優(yōu)選的控制在 6. 5-8. 5 ；在調(diào)節(jié)pH前，需將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗，以去除其中的雜質(zhì)以及其他的可溶 物，方便后續(xù)的處理，一般控制水洗的次數(shù)為1-3次。經(jīng)過預(yù)處理的原料進(jìn)行烘干時(shí)，發(fā)明人對(duì)比了現(xiàn)有的各種烘干手段，發(fā)現(xiàn)采用滾 筒烘干機(jī)進(jìn)行烘干最適合于本發(fā)明的原料，因?yàn)楸景l(fā)明所采用的原料為生產(chǎn)過程中所獲得 的，主要成分硫酸鈣均是以二水硫酸鈣的形式出現(xiàn)的，水分含量較大，且原料的量大，在經(jīng) 過多次試驗(yàn)后發(fā)明人最終確定了采用滾筒烘干機(jī)進(jìn)行烘干，且確定了烘干時(shí)的具體參數(shù) 為烘干時(shí)間控制在15-30min，烘干溫度控制在450_550°C，經(jīng)過烘干后的原料，其附著水含量控制在重量分?jǐn)?shù)<6%，且原料的白度得以保 持，符合高檔建材行業(yè)對(duì)于石膏白度的要求，而且烘干主要去除附著水，烘干后的物料附著 水分不能過高，否則煅燒工序負(fù)荷過大，能耗將上升。而這里采用滾筒式烘干機(jī)，可以有效 的處理數(shù)量大、水分高的原料，為后步的煅燒工藝提供有力的支持，而且為了進(jìn)一步達(dá)到節(jié) 能的目的，烘干機(jī)的熱源可以采用熱空氣，而熱空氣一般可通過熱交換的形式從生產(chǎn)過程 中外排的廢氣中獲得。之所以采用沸騰煅燒爐進(jìn)行煅燒，是由于沸騰煅燒爐是慢速煅燒的形式，其采用 導(dǎo)熱油作為加熱介質(zhì)，物料在其內(nèi)部停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于半水晶體的形成和整體相組成分布，煅燒相對(duì)均勻，產(chǎn)品性能相對(duì)穩(wěn)定，具有較好的強(qiáng)度。較之現(xiàn)在常用的快速煅燒法，可以 有效的提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，且降低能源的消耗，降低了處理的成本。該煅燒爐須與上述 的滾筒烘干機(jī)配套使用，只有前部的烘干達(dá)標(biāo)，后面的煅燒才能順利進(jìn)行。為了達(dá)到最佳效 果，發(fā)明人控制煅燒時(shí)的參數(shù)為煅燒溫度控制在150-190°C，煅燒時(shí)間30-50min，進(jìn)一步 控制在溫度控制在160-180°C，時(shí)間35-45min。經(jīng)過煅燒后，排出的物料中結(jié)晶水含量<5%，這樣排出的物料中絕大多數(shù)為半水 石膏，同時(shí)含有少量的無(wú)水石膏和微量的二水石膏，相組成及分布合理，大大提高了產(chǎn)品的 品質(zhì)和穩(wěn)定性。經(jīng)過上述處理后的原料直接送入球磨機(jī)粉磨既得產(chǎn)品，這里采用粉磨，是對(duì)煅 燒后的物料進(jìn)行處理，進(jìn)一步提升其可加工性能和制品性能，所得到的產(chǎn)品，其初凝時(shí)間 6-12min，終凝時(shí)間10-25min，2h抗折強(qiáng)度2. 4-3. OMPa,白度90%以上，完全符合《建筑石 膏》GB9776-2008標(biāo)準(zhǔn)，可以作為合格的建筑用石膏。綜上所述，本發(fā)明所采用的建筑石膏的生產(chǎn)工藝，采用檸檬酸石膏作為原料，采用 了四步法工藝，適合檸檬酸石膏及其它高濕物料的綜合處理，工藝先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，可 控性好，所得產(chǎn)品性能優(yōu)良。且整個(gè)生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了低能耗低污染運(yùn)行，所采用的設(shè)備均為 已有設(shè)備，可操控性較高，適合于相關(guān)企業(yè)在現(xiàn)有技術(shù)水平上進(jìn)行改進(jìn)，具有廣闊的推廣前
旦
o


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中提到的含水量均為重量分?jǐn)?shù)實(shí)施例1一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量氧化鈣，處理后原料的 pH 值為 6. 62 ；2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為28min，烘干溫度控 制在450°C，烘干后附著水含量為3.42% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為180°C，煅燒時(shí)間為47min，出料結(jié)晶水含量為3. 65% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為7-9min，終凝時(shí)間20-25min，2h抗折強(qiáng)度 2. 45-2. 55MPa,白度90. 5-91. 0%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。實(shí)施例2 一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下
1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量次氯酸鈉，處理后原料 的PH值為7. 83 ；2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為25min，烘干溫度控 制在480°C，烘干后附著水含量為5.67% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為170°C，煅燒時(shí)間為45min，出料結(jié)晶水含量為4. 24% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為6-8min，終凝時(shí)間18-22min，2h抗折強(qiáng)度 2. 65-2. 75MPa,白度90. 8-91. 5%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。實(shí)施例3 一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量氫氧化鈉和次氯酸鈣， 處理后原料的PH值為7. 74;2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為23min，烘干溫度控 制在500°C，烘干后附著水含量為2. 58% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為175°C，煅燒時(shí)間為42min，出料結(jié)晶水含量為4. 33% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為6-9min，終凝時(shí)間16-20min，2h抗折強(qiáng)度 2. 7-2. 8MPa,白度91. 4-92. 0%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。實(shí)施例4:一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量氧化鈣和次氯酸鈉的混 合物，處理后原料的PH值為8. 57 ；2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為21min，烘干溫度控 制在520°C，烘干后附著水含量為1.62% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為165°C，煅燒時(shí)間為36min，出料結(jié)晶水含量為4. 9% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為7-lOmin，終凝時(shí)間19-22min，2h抗折強(qiáng)度 2. 8-2. 9MPa,白度90. 8-91. 7%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。實(shí)施例5 一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下
1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量氫氧化鈉和次氯酸鈉的混合物，處理后原料的pH值為6. 71 ；2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為20min，烘干溫度控 制在510°C，烘干后附著水含量為1.4% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為160°C，煅燒時(shí)間為44min，出料結(jié)晶水含量為4. 41% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為8-1 Imin,終凝時(shí)間19-24min，2h抗折強(qiáng)度 2. 75-2. 90MPa,白度92. 2-93. 0%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。實(shí)施例6 一種利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其步驟如 下1、將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗預(yù)處理，并向其中添加微量氫氧化鈉、氧化鈣和次 氯酸鈉的混合物，處理后原料的PH值為9. 25 ；2、將處理好的原料由輸送帶定量送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間為18min，烘干溫度控 制在550°C，烘干后附著水含量為0.8% ；3、將烘干后的物料輸送至沸騰煅燒爐；4、煅燒爐煅燒溫度為155°C，煅燒時(shí)間為49min，出料結(jié)晶水含量為4. 77% ；5、將煅燒后的熟石膏送入球磨機(jī)粉磨；6、將粉磨后的石膏粉由輸送系統(tǒng)送入成品倉(cāng)；7、石膏粉經(jīng)檢測(cè)初凝時(shí)間為7-1 Imin,終凝時(shí)間20-24min，2h抗折強(qiáng)度 2. 7-2. 8MPa,白度91. 1-92. 2%，符合《建筑石膏》GB9776-2008的要求。
權(quán)利要求
利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的四步法工藝，其特征在于其步驟如下(1)將檸檬酸石膏原料進(jìn)行水洗，并向其中添加堿性物質(zhì)，使處理后原料的pH值控制在4-10；(2)將上述經(jīng)過預(yù)處理的檸檬酸石膏送入滾筒烘干機(jī)，烘干時(shí)間控制在15-30min，烘干溫度控制在450-550℃，烘干后原料的附著水含量重量分?jǐn)?shù)≤6％；(3)將烘干后的物料送至沸騰煅燒爐；煅燒爐的煅燒溫度控制在150-190℃，煅燒時(shí)間30-50min，經(jīng)煅燒后排出的物料中結(jié)晶水含量重量分?jǐn)?shù)≤5％；(4)將煅燒后的物料送入球磨機(jī)粉磨既得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟(1)中的堿性物質(zhì)為氧化鈣或 氫氧化鈉或次氯酸鈉或次氯酸鈣或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其特征在于所述步驟(1)中的pH值控制在 6. 5-8. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟(2)中的烘干時(shí)間控制在 18-25min,烘干溫度控制在480_520°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟(3)中的煅燒溫度控制在 160-180°C，煅燒時(shí)間 35-45min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟(2)中的滾筒烘干機(jī)采用熱空 氣為熱源。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用檸檬酸石膏工業(yè)化全自動(dòng)控制生產(chǎn)建筑石膏的工藝方法，即預(yù)處理+烘干+煅燒+粉磨四步法工藝，本工藝針對(duì)檸檬酸石膏的自身特點(diǎn)，進(jìn)行全方位工藝優(yōu)化，生產(chǎn)過程運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定、易控制。本發(fā)明旨在對(duì)檸檬酸行業(yè)固體廢物——檸檬酸石膏進(jìn)行綜合處理再利用，達(dá)到變廢為寶、節(jié)能減排的目的。同時(shí)，利用檸檬酸石膏所生產(chǎn)的建筑石膏性能優(yōu)良，可作為一種新型建筑材料，替代天然石膏，從而保護(hù)國(guó)家天然礦產(chǎn)資源，具有廣闊的應(yīng)用和市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)C04B11/26GK101798194SQ20101900600
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者于海彬, 寇光智, 裴振洪 申請(qǐng)人:日照金禾生化集團(tuán)有限公司