[发明专利]一种氟石膏活性胶结材料

说明书

技术领域

本发明涉及氟石膏技术领域，尤其涉及一种氟石膏活性胶结材料。

背景技术

氟石膏是氢氟酸(HF)制备过程中的副产品,全国无水HF的产量每年约为6.5万t，而制造每吨HF产生氟石膏约3.5t，总计氟石膏产生量约23万t/年。氟石膏主要成分是无水硫酸钙(CaSO4)，因其难溶于水、水化缓慢、凝结能力差，且不具有早期强度一般无法被有效利用。目前，部分氟石膏用作水泥的外加剂，而大部分氟石膏在稍加中和处理后就作为一种固体废弃物堆存，直接堆存不仅占有土地，还污染土壤和地下水环境。

但氟石膏也有其自身的优势：产生氟石膏的原料酸和萤石纯度很高，并且反应处于无水状态，所产氟石膏为无水石膏，CaSO₄含量高达95％以上，在石膏资源中是一种难得的品级资源。从氟化氢反应炉中排出的未经长期堆放，未加水处理的新鲜氟石膏用于生产建筑石膏又有以下优势：纯度高、杂质少、无须煅烧处理、无须破碎,粉磨工作量少。胶结材料作为一种新型建筑抹灰材料，是指一类用水拌合使用的材料，这种材料能在一定的时间内，使糊状凝结成一定形状，并且能够作为饰面材料黏结的媒体，它的可塑性比较好，且能够承受大自然的侵蚀。氟石膏作为一种工业废渣，由于凝结缓慢、强度低、膨胀严重，不能直接作为胶结材料使用。如果能对氟石膏废渣进行改性处理，将其转变为胶结材料再以建筑抹面材料的形式加以利用，化害为利、变废为宝，势必对我国的建材业发展起到积极的推动作用。

发明内容

本发明提出了一种氟石膏活性胶结材料，所述氟石膏活性胶结材料水化凝结时间短，力学强度优异，且可作为建筑抹面材料使用，使废弃氟石膏变废为宝。

本发明提出了一种氟石膏活性胶结材料，其原料按重量份包括：氟石膏100份、改性酚醛树脂10-15份、煤灰粉料6-10份、脱硫石膏3-6份、磷石膏3-6份、硅铝酸盐2-5份、轻质材料3-5份、激发剂2-4份、甲基纤维素1-3份、活性剂0.2-0.5份、草酸钠0.2-1.2份、发泡调节剂1-2份；

制备所述改性酚醛树脂包括将100份苯酚、10-20份木质素和1-5份对甲基苯磺酸混合后在100-150℃下反应2-8h，加入50-100份甲醛、2-20份氢氧化钾，在60-100℃下反应1-5h得到粘稠物，用60-70℃水将所述粘稠物洗涤2-5次后脱水干燥，粉碎至200-300目后加入2-10份粉末丁腈橡胶混合得到所述改性酚醛树脂；

制备所述煤灰粉料包括将100份粉煤灰加入200-240份3-5mol/L混合酸溶液中，升温至100-120℃后保温搅拌6-8h，冷却，静置8-10h后，过滤、干燥，粉碎，与16-20份海泡石粉、1-10份羟甲基纤维素混匀后得到所述煤灰粉料。

优选地，制备所述改性酚醛树脂过程中，所述木质素为造纸黑液浓缩液、高沸醇木质素、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、碱木质素中的一种。

优选地，制备所述煤灰粉料过程中，所述混合酸溶液是由摩尔配比1:3-5的HCl和H₂SO₄配制而成。

优选地，硅铝酸盐的化学通式为2.5-7.5Na₂O·Al₂O₃·2.0-3.0SiO₂·80-250H₂O，其制备方法包括将Na₂SiO₃溶液、NaAlO₂溶液和NaOH溶液混合，在60-160℃下保温2-10h得到过饱和母液，过滤、洗涤、干燥制成。

优选地，所述轻质材料是由重量配比1:5-7:3-5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成。

优选地，所述激发剂包括盐类激发剂和碱类激发剂，优选地，所述盐类激发剂选自硫酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸铝中的一种或多种；所述碱类激发剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氟化钠中的一种或多种。

优选地，所述活性剂选自铝酸三钙、三乙醇胺、氯化钙、硫代硫酸钠、碳酸钙、氯化镁中的一种或多种。

优选地，所述发泡调节剂是由重量配比1:0.3-0.5:6-8的NaOH、骨胶和松香配制而成，优选地，制备所述发泡调节剂包括：将NaOH溶于水中配制成相对密度为1.1-1.2的溶液,煮沸后加入松香，搅拌至松香全部溶解，再加入骨胶,冷却至室温得到所述发泡剂调节剂。