[发明专利]一种利用磷石膏制备建筑石膏的方法

说明书

本发明属于固废处理技术领域，特别涉及一种利用磷石膏制备建筑石膏的方法。首先根据磷石膏中水溶磷的含量，确定加入石灰石粉及电石渣粉的混合物的量，然后煅烧得到石膏粉，然后通过向石膏里面添加吸水性的生石灰、聚乙二醇，减弱吸湿对建筑石膏的影响，提高储存期及性能；根据粒径差异，使生石灰包覆在石膏粉上，环境中的水分优先被石灰吸收，最后变成碳酸钙作为保护壳提高建筑石膏的耐水性；同时聚乙二醇作为稳定剂，阻止石膏粉的团聚；同时也作为吸水剂，进一步提高储存期，制备的建筑石膏具有储存时间长、耐水性高、强度大、抗冻性高的性质。

技术领域

本发明属于固废处理技术领域，特别涉及一种利用磷复肥固废磷石膏制备建筑石膏的方法。

背景技术

磷石膏为生产高浓度磷复肥时产生的一种工业副产石膏，主要成分也是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)；产生量也快速增加，由2000年的1100万吨增加到2008年的4000多万吨，累计堆存量超过1亿吨。无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。全世界磷石膏的有效利用率仅为4.5％左右，也就是说全世界每年得到综合利用的磷石膏只有12.6Mt。电石渣，电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。1t电石加水可生成300 kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。

建筑石膏，以β型半水石膏为主要成分，不添加任何外加剂，主要用于制作石膏建筑制品。建筑石膏的主要用途有：制成石膏抹灰材料、各种墙体材料。建筑石膏的密度为2.50-2.80g/cm³，堆积密度为800-1100kg/m³。

磷石膏杂质含量很不稳定，其中酸性杂质严重腐蚀设备等问题得不到有效解决，所以造成利用困难。磷石膏的再利用必须经过净化处理，目前公知的净化处理方法是水洗法、中和法和高温闪烧法，水洗法是将磷石膏用清水洗涤1-4次，清除磷石膏中部分游离酸等，然后烘干、造粒，脱水后生产建筑石膏，采用水洗法需消耗大量水，且造成二次污染，同时，水分的存在使得耗能较大。生石灰中和法，此法能有效的中和磷石膏中的游离酸，且生石灰氧化钙不能直接取材于自然界，需在900℃下煅烧石灰石制得，耗能大。高温闪蒸法特点是物料在窑内高温状态下急速通过，磷石膏脱水生成半水石膏粉，磷石膏中有机磷挥发，无机磷变为焦磷酸钙惰性物质，对半水石膏产品性能没有有害作用，经急速冷却形成β型半水石膏粉，缺点是煅烧温度高，能量消耗大，另外该工艺的闪蒸温度控制较为困难，因而产品质量不稳定。

同时建筑石膏具有以下特性：(1)孔隙率大(约占50%-60%)，强度低。石膏的理论需水量为18.6%，但为了使石膏具有必要的可塑性，通常加水量达60%-80%，水蒸发后留下大量孔隙，所以孔隙率很大。一等石膏硬化后1天强度约5-8MPa，7天最大强度可达8-12MPa；(2)凝结硬化快。3-5min内即可凝结，终凝不超过30min。在应用时需掺加缓凝剂。如，棚砂、酒石酸钾钠、拧橡酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。(3)硬化后体积微膨胀，膨胀率约1%。(4)耐水性、抗冻性差。建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性，在潮湿环境中，晶体间粘结力削弱，强度显著降低。吸水后受冻，孔隙中水分结冰而是使石膏崩裂。(5)防火性好。遇火灾时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，表面生成的无水石膏是良好的绝缘体。

根据强度、细度和凝结时间等技术要求分为优等品、一等品、合格品。储存3个月强度降低30%，超过3个月应重新进行质量检验，确定等级。

发明内容

磷石膏的累计堆存量超过1亿吨，针对现有磷石膏的综合开发及其制备建筑石膏中存在的问题，本发明提供了一种利用磷石膏制备建筑石膏的方法，通过添加碱性物质，改变磷石膏的酸性；通过添加聚乙二醇、及生石灰，减弱吸湿对建筑石膏的影响，提高储存期及性能，得到高品质建筑石膏。

一种利用磷石膏制备建筑石膏的方法，包括以下步骤：

（1）预处理：根据磷石膏中水溶磷的含量，向磷石膏中加入石灰石粉及电石渣粉的混合物，粉碎；