[发明专利]一种工业固废石膏制备无水硫酸钙方法

说明书

本发明公开了一种工业固废石膏制备无水硫酸钙方法，以工业固废石膏为原料，通过将多种工业固废石膏与酸溶液混合制浆，并加入一定量有机溶剂，在常压及温和的温度状态下，处理一段时间反应结束后将固液混合物分离，所得滤液可返回继续与废石膏反应，滤饼经洗涤后即可得到高纯无水硫酸钙。无需高温即可实现杂质含量较高的工业固废石膏，在这一过程中杂质得以富集而去除。制备得到的无水石膏具有纯度高，白度高，粒径均匀等优异性能。低碳循环工艺能耗低，不产生二次污染，利于规模化生产。可实现由工业固废石膏制备高品质无水硫酸钙的目的，为日益减少的高品位石膏资源找到了替代技术，具有良好的经济效益和广阔的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种工业固体废弃物资源化综合利用技术，尤其是涉及一种工业废弃物的资源循环利用中的工业固废石膏制备无水硫酸钙方法。

背景技术

工业固废石膏是工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的工业副产物。按其种类，可分为磷石膏、盐石膏、脱硫石膏、钛石膏、氟石膏和柠檬酸石膏等。我国的工业固废石膏累积量大，且排放量逐年增长。这些固废石膏的堆存不仅占用了大量的土地，而且对生态环境产生了严重的危害。工业固废石膏的处置及资源化利用的紧迫性已迫在眉睫。无水硫酸钙作为一种新型无机材料，与其他粉体材料相比，具有高强度、高模量、高介点强度、耐磨耗、耐高温、耐腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、与高分子聚合物的亲和能力强、无毒等诸多优良的理化性能，而且价格在粉体中最低，有其他粉体无可比拟的性价比，应用范围非常广泛，是一种性能优良、价格低廉的绿色环保材料，具有很强的市场竞争力，因此常被用于做高分子材料的填充剂，不仅可以赋予材料一定的刚度和尺寸稳定性，而且可以提高材料热稳定性、耐磨性以及降低成本。

目前，无水硫酸钙的制备方法大都是由天然石膏或工业副产石膏经高温煅烧而成，煅烧的温度一般要大于550℃，能耗要求较高。

专利CN103396023A公开了一种无水硫酸钙的制备工艺，该工艺是将二水硫酸钙粉体在400～950℃高温燃气作用下进行快速脱水，产生硫酸钙粉体。采用该工艺技术来制备无水硫酸钙依旧存在产品性能上的缺陷与技术上的不足，产品不但分散性较差，而且能耗很高。

专利CN101033118A将磷石膏采用了外烧（间接煅烧）与内烧（直接煅烧）混合煅烧新工艺，生产出了符合国家标准的石膏粉，但由于煅烧时会有磷酸、氟化物的挥发，将污染环境，腐蚀设备，高温煅烧能耗成本较大，应用会受到很大限制。同时由于磷石膏中含量最大的杂质是石英，煅烧工艺并不能除去这些石英杂质，所以煅烧法并不能生产出高白、高纯的优质石膏产品。

专利CN101671848A提出了一种无水硫酸钙晶须的制备方法，工艺条件为首先在低温条件下将二水硫酸钙晶体分散到含有表面活性剂的水溶液中，再在100～250℃条件下水热反应一段时间，最终再将水热反应得到的半水石膏晶须与无机溶剂混合后于高温200～800℃下焙烧0.5～6h，最终制得无水硫酸钙晶须，最终产物中无水硫酸钙晶须的含量可达95%以上。但该专利中所述的制备无水硫酸钙晶须的方法制备过程中涉及低温、中温和高温三个层次的温度，其中高温最高可达800℃，整个制备过程中能量消耗较多，且制备工艺较为复杂，不利于大规模的推广与应用。

专利CN103014869A涉及一种无水硫酸钙晶须的可控制备方法，其主要制备工艺与专利CN101671848A类似，不同之处在于该专利先对二水硫酸钙进行常温酸化处理，得到高活性的半水硫酸钙，再进行水热反应制备半水硫酸钙晶须，最终经过焙烧制成无水硫酸钙晶须。这两种制备无水硫酸钙晶须的方法和流程都较为复杂，难以投入实际生产。

上述种种方案能部分缓解工业固废石膏大量堆存的现状，但存在的问题依然很多。这些处理工艺虽然在一定程度上可消除一些有害杂质的不利影响，但处理工艺投资大、能耗高、二次污染难以解决，并且处理后固废石膏的品质仍较低。因此要解决工业固废石膏资源化利用的现实问题，迫切需要从技术、成本和产品品质等方面寻求新的方法。

发明内容