[发明专利]一种脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化剂及其应用。

背景技术

脱硫石膏是良好的可再利用资源，目前其已在我国建筑石膏、石膏板材等建材领域中得以较广泛应用，表现出优良的性能。但由于脱硫石膏中亚硫酸钙(CaSO₃·0.5H₂O)等成分波动影响，目前脱硫石膏作为缓凝剂在水泥工业中的应用比例并不高。

亚硫酸钙具有热稳定性，在一定条件下可氧化转变为二水硫酸钙。对于石膏中亚硫酸钙的氧化，多年来国内外主要集中于脱硫工艺过程中(均相或多相条件的液相系统下)的研究。研究表明，脱硫系统中液相初始pH值、反应温度、空塔气速、固含量和停留时间等对亚硫酸钙的氧化速率均有影响；同时研究还发现，一定条件下Fe²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺等金属离子以及过氧乙酸等添加剂对脱硫产物中亚硫酸钙的氧化均有催化作用。但由于烟气湿法脱硫技术水平差异，湿法脱硫最终产物(脱硫石膏)中仍不同程度地残余少量亚硫酸钙，而目前对其做进一步氧化处理的研究较少。近些年芬兰欧伊坦佩尔拉公司在脱硫石膏用于水泥和混凝土时，曾利用过氧化氢(双氧水，H₂O₂)对脱硫产物中亚硫酸钙进行氧化处理。但此法对脱硫产物氧化处理中存在引入水分过多、对水泥性能有不利影响等问题，因而不便于在生产中推广使用。

发明内容

本发明提供了一种氧化效果好、制备工艺简单、成本低廉的脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化剂。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化剂，包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾10～30份，乙酸0～20份，锰铁合金渣40～80份，硫铁矿渣(又称硫酸渣)0～44份。

在上述氧化剂中，所述高锰酸钾、乙酸为市售工业级以上。

所述锰铁合金渣是工业中冶炼硅锰、锰铁合金时排出的工业废渣，主要成分为SiO₂、CaO，其次为MnO(含量为15％左右)。

所述硫铁矿渣是硫铁矿生产硫酸中排出的工业废渣，主要成分为Fe₂O₃(含量40～60％)和SiO₂(含量10～30％)。

具体方案之一，所述的快速氧化剂包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾10～15份，乙酸2～20份，锰铁合金渣40～80份，硫酸渣0～44份。

另一具体方案，所述的快速氧化剂包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾10～30份，乙酸0～20份，锰铁合金渣40～44份，硫酸渣30～44份。

再一具体方案，所述的快速氧化剂包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾15～30份，乙酸0～5份，锰铁合金渣40～80份，硫酸渣0～30份。

又一具体方案，所述的快速氧化剂包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾10份，乙酸2～10份，锰铁合金渣40～44份，硫酸渣30～44份。

本发明的第二个目的是提供一种将脱硫石膏中亚硫酸钙快速氧化的方法。

本发明所提供的将脱硫石膏中亚硫酸钙快速氧化的方法，是将脱硫石膏与上述快速氧化剂按脱硫石膏∶氧化剂重量份数比为19∶1的比例混合均匀，在自然空气条件下共同存放至少一天使氧化剂将脱硫石膏中的亚硫酸钙氧化。

本发明所述的快速氧化剂在水泥工业中的应用也属于本发明内容。

本发明提供的实现脱硫石膏中亚硫酸钙快速氧化的方法，可用于消除亚硫酸钙对水泥和混凝土性能影响。经实验验证，本发明的氧化剂性能稳定，可实现对脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化，且对水泥和混凝土性能无不良影响。本发明的使脱硫石膏中亚硫酸钙快速氧化的方法操作简便，无需复杂的生产设备，经济可靠，有利于脱硫石膏替代天然石膏在水泥工业中推广应用，应用前景广阔。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为脱硫石膏亚硫酸钙处理前、后水泥3天水化产物比较(XRD)。

具体实施方式

本发明提供了一种氧化效果好、制备工艺简单、成本低廉的脱硫石膏中亚硫酸钙的快速氧化剂。

该快速氧化剂，包括以下重量份数比的组分：高锰酸钾10～30份，乙酸0～20份，锰铁合金渣40～80份，硫铁矿渣0～44份。