[发明专利]一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法

说明书

本发明涉及一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法，属于建材技术领域。一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法，其特征在于采用“半液相法”，步骤是：1）掺入磷石膏中P₂O₅与F之和的生石灰进行中和处理，并陈化1d；2）按磷石膏质量比为0.01‑0.5%取三元有机酸，质量比为0.5‑2%取高价硫酸盐，将二者混合后溶于80‑90℃的水中配成复合晶型控制剂；3）将复合晶型控制剂和水以4:1‑2:1的固液比掺入中和处理后的磷石膏中制成稠状浆体；4）把制备好的浆体按照5‑15mm的厚度分层铺开放入蒸压釜，在120‑150℃下，恒温3‑6h后，经烘干、球磨得到α型高强石膏粉。本发明得到了晶体呈短柱状、质量稳定，2h抗折强度达4.9MPa、烘干抗压强度达32.3MPa的α型高强石膏，社会、环境和经济效益显著。

技术领域

本发明涉及一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

磷石膏主要是磷化工企业湿法生产磷酸得到的工业副产品，湿法生产1吨磷酸大约排放4-5吨磷石膏。2004年，我国磷石膏排放量已超过2200万t，且随着工、农业对磷酸、磷铵等需求量增长，磷石膏排放量也在不断增加，据2011年国家发改委《大宗固体废弃物综合利用实施方案》指出，2010年我国产生磷石膏排放量已达到约6000万吨。磷石膏的露天堆放，不但侵占大片土地，还对环境造成污染。磷石膏的主要成分为二水石膏（CaSO₄·2H₂O），二水石膏在干燥空气条件下，经煅烧处理可形成β型半水石膏，这是目前利用磷石膏制备建筑石膏粉或石膏制品的常用方法。但是该方法制备的半水石膏，晶体细小、呈长棒状，甚至针状，标准稠度需水量大，强度偏低，限制了产品的应用范围。而二水石膏在加压水蒸气条件下，经蒸压处理后可形成α型半水石膏，在蒸压过程中适当的加入晶型控制剂，可制备出粗大短柱状α型半水石膏晶体。该类α型半水石膏具有较小的比表面积和较低的水膏比，能获得较高的制品强度，扩大了产品的应用范围。

因此，利用磷石膏制备α型高强石膏，是磷石膏资源化和深加工的新途径，具体重要的经济、社会和环境效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法，该方法制备的半水石膏，晶体呈粗大短柱状、标准稠度需水量小、强度高、凝结时间稳定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法，其特征在于采用“半液相法”，并包含以下步骤：1）中和处理磷石膏：掺入磷石膏中P₂O₅与F之和的生石灰进行中和处理，并陈化1d；2）配制复合晶型控制剂：按磷石膏质量比为0.01-0.5%称取三元有机酸，按磷石膏质量比为0.5-2%称取高价硫酸盐，将二者混合后溶于80-90℃的水中配成复合晶型控制剂；3）制备稠状磷石膏浆体：将复合晶型控制剂和水以4:1-2:1的固液比掺入中和处理后的磷石膏中制成稠状浆体；4）蒸压：把制备好的浆体按照5-15mm的厚度分层铺开放入蒸压釜，在120-150℃下，恒温3-6h；5）烘干及球磨：将蒸压后的物料在120-150℃烘干后球磨10min得到α型高强石膏（产品）。

本发明的主要原理：

磷石膏的主要成分为二水石膏（CaSO4·2H2O），同时还含有游离磷酸、磷酸盐、氟化合物、铁、镁、铝、硅和有机物等杂质，其中P和F是磷石膏中主要有害杂质，它们的存在影响了磷石膏的应用性能。通过中和处理往磷石膏中加入碱性改性剂石灰，石灰与磷石膏中可溶性磷和氟反应生成惰性物质，可以消除可溶性磷和氟的不利影响。