[发明专利]一种制备α半水石膏的方法

说明书

本发明提供一种制备α半水石膏的方法，所述方法利用柠檬酸作转晶剂制备二水石膏，再将二水石膏在α半水石膏晶种的激发作用下转晶制得α半水石膏，不仅缓解了盐石膏的环境污染问题，而且以柠檬酸作转晶剂，降低成核速率从而使晶体长大，同时柠檬酸为食品添加剂，对人体毒害小；其中，在二水石膏激发转晶的过程中加入α半水石膏晶种能够提高制得的α半水石膏的粒度和强度，通过绿色、环保的方法得到符合JC/T 2038‑2010标准规定的α50级别的α半水石膏。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种制备α半水石膏的方法。

背景技术

我国具有丰富的盐石膏资源，每年产量近1000万吨，盐石膏是制盐工业或盐场海水浓缩产生的副产品，每生产100万吨真空盐就会产生盐石膏废渣2万吨左右。盐石膏主要由氯化钠和硫酸钙组成，在制盐过程中，分离出来的盐石膏以废渣形式排放，盐石膏的大量排放不但占用大量土地，污染环境，而且给制盐企业带来很大负担，成为困扰制盐业发展的一大难题。

2018年李志新等人提到盐石膏分为海盐盐石膏和井盐盐石膏(参见“硅酸盐水泥提高盐石膏性能及其机理”，李志新等，硅酸盐通报，第37卷第9期)，海盐盐石膏主要以二水硫酸钙为主，目前研究较多，主要集中到生产建筑石膏及其制品方面。井盐盐石膏(简称盐石膏)主要以无水硫酸钙为主，活性较低，颗粒较小，一般在4μm～6μm之间，这使得盐石膏的凝结极慢且硬化体强度极低。同时较大的比表面积会导致盐石膏夹杂其他杂质，对后续利用产生不利影响。

2012年周秀云等人提出可经过蒸发母液分离后得到的盐石膏(参见“盐石膏制备硫酸钙晶须工艺研究”，周秀云等，盐业与化工，第41卷第7期)，但该方法制得的盐石膏含盐量一般为6％～8％，若直接作为水泥添加剂，不仅会使水泥的强度降低，而且一旦运用于建筑施工会对钢筋造成严重腐蚀，威胁建筑安全。

因此为了有效利用盐石膏，实现副产石膏的资源化利用，众多研究者对盐石膏的改性进行研究。

CN101475328A公开了一种石膏转晶激发剂及在盐石膏生产建筑石膏中的应用，该方法通过加入硫酸钾，柠檬酸钠，硫酸钠和碳酸钠混合组成的转晶剂，其用量为水及含水盐石膏质量总和的0.1％～2％，在搅拌下激发转晶30～60小时，才能使无水石膏颗粒由原来的4～6μm增大至20μm～50μm。该发明所述方法涉及的转晶剂种类多并含有多种对人类健康不利的无机盐，同时用量大，转晶时间长，增大工艺生产的成本，并且颗粒增大效果一般，不利于后续产品的开发利用。

CN110156358A公开了一种盐石膏转晶激发剂、制备方法和应用，通过在酸解淀粉上接枝马来酸酐三乙醇胺酯来合成石膏转晶剂，并在140℃下进行高强石膏的制备，保温时间长达8小时。该发明所述方法中用的石膏转晶剂需要合成，步骤繁琐且成本较高；在制备高强石膏时温度高，保温时间长，能耗大。

因此，需要开发一种绿色环保，成本低，能使盐石膏快速转化成二水石膏并制备高强石膏的方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种制备α半水石膏的方法，该方法通过添加柠檬酸作为转晶剂，降低了成核速率，能够使水化后的二水石膏粒径增大至42～78μm，且在继续利用该二水石膏制备α半水石膏的过程中加入α半水石膏作晶种，能够制得符合JC/T2038-2010标准规定的α50级别的α半水石膏，不仅解决了盐石膏污染环境的问题，而且能够获得高强度的高强石膏，具有较高的工业应用价值。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种制备α半水石膏的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将盐石膏、柠檬酸、二水石膏晶种与水混合，进行水化反应；所述水化反应后的浆料经固液分离得到二水石膏；

(2)所述二水石膏与部分水混合，得到混合液A；将α半水石膏晶种与剩余的水混合，得到混合液B；