[发明专利]可用于纸面石膏板的高钾钠磷石膏制建筑石膏粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以磷石膏为原料制建筑石膏粉的方法，尤其涉及一种以湿法磷酸副产的高钾钠磷石膏为原料、制备可用于生产纸面石膏板的建筑石膏粉的方法。

背景技术

湿法磷酸的副产物磷石膏是化学石膏中排放量最大的。磷石膏中二水石膏含量一般在80～90％左右，高于普通的商品天然石膏，可作为天然石膏的替代品。目前以磷石膏为原料制纸面石膏板的常规方法主要包括磷石膏制建筑石膏粉、建筑石膏粉制纸面石膏板两个步骤，即：首先通过炒制生产线将磷石膏炒制成纸面石膏板所需的原料--建筑石膏粉，再通过纸面石膏板生产线将建筑石膏粉与淀粉水溶液混合、贴纸成型、干燥成为纸面石膏板。由于磷矿品质不同，所副产磷石膏中的杂质含量也不近相同，有的磷石膏中钾、钠等碱金属离子含量较高，当磷石膏中K₂O、Na₂O总重量达0.1％(干基)以上时，高含量的钾钠会在纸面石膏板的干燥过程中发生离子迁移，在石膏板表面产生“泛霜”现象，导致纸板分离，使得石膏板仅仅因为失去粘纸功能而成废品。因此，这种高钾钠磷石膏通常不能直接用作制造纸面石膏板的原料。

对磷石膏进行水洗预处理，可使可溶性的碱金属离子如钾、钠离子进入水相，通过水浆旋流分离、过滤，去除绝大部分的可溶性的碱金属离子，使磷石膏中的钾钠离子含量降低，可以解决高钾钠含量的磷石膏用于纸面石膏板生产时的粘纸问题。但该工艺的特点是流程工艺长，投资大，水洗成本较高，且水洗后带来废水处理上的难题，同时经水洗后的二水磷石膏的游离水含量增加，对后续工段的石膏炒制不利，直接导致磷石膏炒制能耗的增加，成本随之上升。由于上述问题，使得高钾钠磷石膏难以作为纸面石膏板的生产原料而加以利用。

发明内容

为了解决上述高钾钠磷石膏在用作纸面石膏板存在的不粘纸问题，本发明提供一种可用于纸面石膏板的高钾钠磷石膏制建筑石膏粉的方法，用其制成的纸面石膏板可以抑制钾钠离子迁移，有效防止在石膏板表面产生“泛霜”现象，而且投资少，工艺简单，运行成本低。

本发明方法是这样实现的：在K₂O、Na₂O总含量达磷石膏干基重量的0.1％以上的磷石膏原料中加入钾钠抑制剂CaCO₃或CaCO₃和CaO的混合物，至所得目标产物的pH在4.0～5.5范围内，经破碎混匀、陈化，再用常规方法制得所需建筑石膏粉。

本发明人在实验中发现，在高钾钠磷石膏中加入CaCO₃或CaCO₃和CaO的混合物，对钾钠离子有明显的抑制作用。其抑制机理可能有两种：一种是CaCO₃或CaCO₃和CaO的加入后与磷石膏中的H₂SiF₆反应，导致大量SiO₂析出，由于SiO2的粘性将钾钠离子吸附住，从而防止其析出；另一种是建筑石膏粉pH在4.0～5.5范围内时，磷石膏中的钾、钠离子可能以Na₂SiF₆、K₂SiF₆形式存在，而Na₂SiF₆、KSiF₆的溶解度较低，因此，在这种情况下钾、钠离子主要以不溶盐形式存在而不会析出，所得的建筑石膏粉生产的纸面石膏板粘纸性能良好，粘纸率可达98％以上。因此，以CaCO₃或CaCO₃和CaO作为钾钠抑制剂，不仅可以抑制钾钠的析出，同时还可以提高磷石膏的pH值，消除磷石膏中可溶磷、可溶氟对建筑石膏材料的不利影响，所用方法简单，处理成本低。

由于pH在4.5～5.0范围内时，Na₂SiF₆、K₂SiF₆的溶解度最低。因此，加入钾钠抑制剂至建筑石膏粉的pH在4.5～5.0范围内时，对钾钠的抑制作用最好，所得的建筑石膏粉生产的纸面石膏板不会出现不粘纸现象。

SiO₂析出量越多，抑制钾钠的效果越好。但CaO是强碱性，对磷石膏的pH值影响大，加入量不宜过多，否则容易导致磷石膏的pH值波动过大。而CaCO₃对磷石膏pH值影响小，但加入量过大会导致制得的建筑石膏粉的强度下降。因此，所用CaCO₃与CaO的重量比以1:0.3～0.5为宜。