一種磷石膏制備高強α半水石膏的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種磷石膏制備高強a半水石 膏的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] a半水石膏，國際上通稱為高強度石膏，其主要特點為，基礎(chǔ)抗壓強度可達 40-60MPa，甚至達lOOMPa。目前國內(nèi)普遍使用的石膏材料為使用煅燒方法制備的0半水石 膏，也稱"建筑石膏"，其基礎(chǔ)強度僅在5-10MPa左右。
[0003] a型半水石膏一般認為屬于三方晶系、層狀結(jié)構(gòu)。二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨鄷r 要發(fā)生兩類變化：一是在兩個離子層之間的水分子失去3/4 ;二是Ca2+與S042-彼此錯開。 a型半水石膏與0型半水石膏只是石膏脫水相一個系統(tǒng)中的2個極端相，二者在微觀結(jié) 構(gòu)即原子排列的精細結(jié)構(gòu)上沒有本質(zhì)的差別，但是作為石膏膠凝材料，其宏觀性能相差很 大。a型半水石膏水化速度慢、水化熱低、需水量小、硬化體結(jié)構(gòu)密實、強度高，0型半水石 膏則恰好相反。
[0004] a型半水石膏是以蒸壓法、水熱法等在濕熱環(huán)境下由二水石膏脫水而生成。不同 于普通建筑石膏（0型半水石膏)，其制品具有高強、輕質(zhì)、隔熱、防火、無污染、使用壽命長 等許多特點。作為制模材料，a型半水石膏制品可以大大提高陶瓷工業(yè)所用的各種成型模 具和精密冶金及機械加工所用的各種鑄造模型的技術(shù)性能與使用壽命；a半水石膏又是 一種新穎的功能型活性填料，用于制造高強度的工程塑料、工程橡膠等產(chǎn)品，是高檔的裝飾 裝修材料和優(yōu)質(zhì)的建筑用原料。但由于國外對一些關(guān)鍵技術(shù)的嚴格保密，我國現(xiàn)行生產(chǎn)工 藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高，售價高等使它的應(yīng)用受到限制。優(yōu)質(zhì)的a型半水石膏高 性能模具石膏其價格高達1〇〇〇元/噸左右，目前該產(chǎn)品還主要依賴于進口。目前用磷石膏 制備a型半水石膏工業(yè)化尚未見報道。
[0005] 我國是一個化學(xué)石膏資源十分豐富的國家，特別是存在大量磷石膏、氟石膏、脫硫 石膏等化學(xué)石膏。開發(fā)高性能石膏膠凝材料，替代目前的主導(dǎo)墻體材料，由于其具有重量 輕，可調(diào)節(jié)環(huán)境濕度、阻燃，保溫隔熱性能好，能降低建筑能耗，特別是具有完全可循環(huán)利用 的綠色建材特點等一系列優(yōu)點，已成為規(guī)?；酶鞣N磷石膏類化學(xué)石膏的有效途徑。
[0006] 1、a半水石膏的形成機理 a半水石膏是石膏在飽和蒸汽或水溶液環(huán)境中脫去1.5個結(jié)晶水制備出的半水石膏， 其形成機理尚無定論，目前主要有三種觀點：多數(shù)學(xué)者認為在加熱水蒸氣壓力下按溶解析 晶機制形成。V.Statava認為二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)閍半水石膏的初期，按局部化學(xué)反應(yīng)機理進 行，而后期則按溶解析晶機理進行。A彼列捷爾則認為二水石膏先分解成無水硫酸鈣和 游離水，當(dāng)后來結(jié)合水分子時，才生成粗大、密實的結(jié)晶a半水石膏。從近幾年的研宄成果 看，溶液法是主要方向，增加二水石膏溶解度，促進半水石膏晶體重新生成及晶形控制方面 的研宄有了一定的突破。
[0007] 其主要反應(yīng)方程式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于按如下步驟進行： (1) 將磷石膏、預(yù)處理添加劑、水、轉(zhuǎn)晶劑混合，攪拌均勻，陳化處理1-2天后在壓力為 2-20Mpa條件下將混合物壓制成球，其中預(yù)處理添加劑的添加量是磷石膏質(zhì)量的1%-4%，水 的添加量為磷石霄質(zhì)量的6%_12% ; (2) 將成球物料置于密閉蒸壓釜內(nèi)，采用110°C -180°C的高溫飽和水蒸汽在壓力 0. 11-0. 6Mpa下進行處理l-6h，降溫降壓后采用熱空氣加熱烘干反應(yīng)產(chǎn)物，收集產(chǎn)物后粉 磨即得高強a半水石膏。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于：預(yù)處理添加 劑為CaO。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于：轉(zhuǎn)晶劑為檸 檬酸鈉和硫酸鋁的混合物，檸檬酸鈉、硫酸鋁的添加量分別為磷石膏質(zhì)量的〇. 〇1%_〇. 1%。
4. 完成權(quán)利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法的蒸壓釜，其特征在于：蒸 壓釜包括釜體（1)、送風(fēng)/蒸汽口（2)、送風(fēng)管（6)、出風(fēng)口（3)，釜體（1) 一端或兩端設(shè)置有 釜蓋（4)，釜體（1)內(nèi)沿進料方向安裝有3排送風(fēng)管（6 )，每排送風(fēng)管（6 )由3根以上的送風(fēng) 支管（7)組成，送風(fēng)/蒸汽口（2)通過管道與每排送風(fēng)管（6)中的送風(fēng)支管連通，出風(fēng)口（3) 設(shè)置在釜體（1)上，釜體（1)上設(shè)置有安全連鎖電磁閥（5 )，釜體（1)內(nèi)底部設(shè)置有原料輸送 軌道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷石膏制備高強α半水石膏的方法，該方法將磷石膏、預(yù)處理添加劑、水、轉(zhuǎn)晶劑混合，攪拌均勻，陳化處理后制球，然后在蒸壓釜中完成蒸養(yǎng)和干燥，制得高強α半水石膏，該方法工藝流程簡單，易于工業(yè)化，可大量利用消耗磷石膏，且轉(zhuǎn)化率高，同時提供了一種能實現(xiàn)蒸養(yǎng)與烘干一體化的蒸壓釜，能較好地制備α半水磷石膏并產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)建筑材料或墻體材料。
【IPC分類】C04B11-26
【公開號】CN104628274
【申請?zhí)枴緾N201410721543
【發(fā)明人】李建錫
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月3日