一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法技術

本發明專利技術公開了一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，將半水磷石膏、磷酸溶液按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿，將料漿進行加熱、保溫、洗滌和干燥后制得。本發明專利技術利用半水磷石膏含有α型半水石膏的特性，不用高溫蒸壓和轉晶劑就能用半水磷石膏制備α型高強石膏的技術，整個反應體系為常壓磷酸溶液及石膏晶種體系，所制得α型高強石膏的晶形主要是不同取向短柱狀α型半水石膏的聚集體，反應條件溫和，能耗低，不使用轉晶劑，生產成本低；制備技術采用原料為半水磷石膏，半水磷石膏為濕法磷酸生產過程中排放的一種以半水石膏為主晶相的固體廢棄物，實現半水磷石膏的資源化利用，從而緩解對周邊環境的污染，節約經濟成本。

Method for preparing alpha type high-strength gypsum by using hemihydrate phosphogypsum

The invention discloses a method for preparing alpha semi hydrated phosphogypsum high-strength gypsum, phosphogypsum, semi water phosphoric acid solution by mass mixing, stirring slurry prepared, the slurry is heated, heat preservation, washing and drying. The characteristics of the invention uses half water gypsum containing alpha hemihydrate gypsum, without high-temperature autoclave and crystal modifier can be used hemihydrate phosphogypsum alpha type high-strength gypsum technology, the whole reaction system for atmospheric phosphoric acid solution and gypsum crystal system, prepared by the alpha type high-strength gypsum crystal is different the orientation of short columnar alpha hemihydrate gypsum aggregates, mild reaction conditions, low energy consumption, without the use of crystal modifier, the production cost is low; the preparation technology of raw material used for hemihydrate phosphogypsum, semi water phosphorus gypsum as a semi hydrated gypsum is a solid waste of the main phase of emissions of wet phosphoric acid production process the resource utilization of hemihydrate phosphogypsum, so as to reduce the pollution of the environment, saving the economic cost.

【技術實現步驟摘要】
一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法
本專利技術涉及一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，屬于無機膠凝材料制作

技術介紹
α型高強石膏的礦物組成是α型半水石膏。不同結晶形態的α型半水石膏具有不同的膠凝強度，其中針狀α型半水石膏強度最低，甚至還不如鱗片狀β型半水石膏的強度。短柱狀α型半水石膏在標準稠度下具有水膏比小，凝結時間短，抗折抗壓強度大的特點，廣泛應用于石膏陶瓷模具、精密鑄造，建筑裝飾材料等領域。因此，生產出短柱狀α型半水石膏是石膏制品具有高強度的關鍵。磷石膏是濕法磷酸生產過程中排放的一種廢石膏，每生產1tP2O5，約排放5t磷石膏。根據濕法磷酸生產工藝的不同，排放的磷石膏又分為二水磷石膏(以二水石膏為主)以及半水磷石膏(以α型半水石膏為主)。目前，針對以二水磷石膏為原料制備α型高強石膏的研究及專利較多。如：利用化學石膏生產高強α石膏的工藝(CN201110032778.7)，該專利公開了一種連續式利用化學石膏生產高強α石膏的工藝，即先制備石膏料漿，添加轉晶劑，再經高溫蒸壓后獲得高強α石膏。一種α-高強石膏粉的生產方法專利(CN201410563243.6)公開了將磷石膏與水混合制得料漿，添加轉晶后，于115～130℃、0.2～0.55MPa條件下轉晶，再經烘干破碎后得到α-高強石膏粉。化學石膏干法生產高強α石膏的工藝專利(CN201310164930.6)公開了將化學石膏放入混料機中同時加入轉晶劑經蒸壓干燥破碎后得到高強α石膏產品?？梢?，這些技術以二水磷石膏為原料制備α型高強石膏時，都存在高溫蒸壓，以及需要添加轉晶劑調控α型半水石膏的晶形，這不僅生產過程能耗好，而且經濟成本高。雖然半水磷石膏以α型半水石膏為主要成分，但由于受到濕法磷酸生產工藝的限制，生產企業所排放的α型半水石膏的晶形主要呈板狀聚集體，膠凝性能差，難以達到α型高強石膏的性能要求。因此，現有技術中存在生產過程中能耗高、成本高的缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法。該專利技術在生產過程中具有能耗低、成本低的優點。本專利技術的技術方案：一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，包括以下步驟：(1)將半水磷石膏、磷酸溶液按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿；(2)將配制好的料漿加熱至55-65℃，維持保溫時間為120-210min，制得二水石膏和石膏晶種；(3)將含有二水石膏和石膏晶種的料漿加熱至90-97℃，維持保溫時間為100-150min，使料漿中二水石膏脫水，并以石膏晶種為晶核，形成以不同取向短柱狀α型半水石膏聚集體；(4)將步驟(3)中的料漿過濾，用90-95℃熱水洗滌濾渣至中性，對濾渣進行烘干，即制得α型高強石膏。前述的α型高強石膏的制備方法，所述半水磷石膏和磷酸溶液按質量比計，為25～35：65～75。前述的α型高強石膏的制備方法，所述半水磷石膏和磷酸溶液按質量比計，為25:75。前述的α型高強石膏的制備方法，所述半水磷石膏和磷酸溶液按質量比計，為28.5:71.5。前述的半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，所述半水磷石膏為濕法磷酸生產過程中排放的一種以半水石膏為主晶相的固體廢棄物。前述的半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，所述磷酸溶液濃度以P2O5計為27～32.5％。前述的半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，所述攪拌速度為100～150r/min。目前別人專利及文獻是以二水磷石膏為原料，以水或鹽為體系，因此在二水磷石膏脫水成半水石膏的工藝中首先需要高溫加熱才能實現。并且，在半水石膏生長的過程中需要添加轉晶劑以抑制晶體向縱向生長。否則，會形成長針狀的半水石膏，其抗壓強度較低，達不到α型高強石膏的要求。半水磷石膏在磷酸分解磷礦制磷酸過程中排放的固體廢棄物，由于生產工藝只考慮磷酸的品質，不能兼顧半水磷石膏形成短柱狀，因此，半水磷石膏的抗壓強度低，不能達到α型高強石膏的要求。本專利技術是以半水磷石膏為原料。首先采用磷酸為介質，可以降低半水磷石膏中石膏相之間的轉化，因此不需要高溫就能實現。第二，采用控制反應溫度及保溫時間，可以實現半水磷石膏形成不同數量的二水石膏及石膏晶種。第三，通過控制物料配比及石膏晶種的數量，實現使料漿中二水石膏脫水，并以石膏晶種為晶核進行生長，形成以不同取向短柱狀α型半水石膏聚集體，制品強度高，達到α型高強石膏的要求。本專利技術的有益效果：與現有技術相比，本專利技術的技術具有以下優點：本專利技術利用半水磷石膏含有α型半水石膏的特性，不用高溫蒸壓和轉晶劑就能用半水磷石膏制備α型高強石膏的技術，整個反應體系為常壓磷酸溶液及石膏晶種體系，所制得α型高強石膏的晶形主要是不同取向短柱狀α型半水石膏的聚集體，反應條件溫和，能耗低，不使用轉晶劑，生產成本低；制備技術采用原料為半水磷石膏，半水磷石膏為濕法磷酸生產過程中排放的一種以半水石膏為主晶相的固體廢棄物，實現半水磷石膏的資源化利用，從而緩解對周邊環境的污染，節約經濟成本。附圖說明圖1是本專利技術實施例1所制得α型高強石膏的示例圖；圖2是本專利技術實施例2所制得α型高強石膏的示例圖；圖3是本專利技術實施例3所制得α型高強石膏的示例圖；圖4是本專利技術實施例4所制得α型高強石膏的示例圖；圖5是本專利技術實施例5所制得α型高強石膏的示例圖。實驗例初凝時間、終凝時間和抗壓強度1材料與方法1.1生產方法按照實施例1～5進行生產。1.2試驗方法通過試驗生產測試產品的性能指標：、初凝、終凝和抗壓強度。1.3測試產品的性能指標分別針對實驗例1～5進行生產并參照α型高強石膏JC/T2038-2010行業標準要求對比產品的性能指標，分別統計初凝時間、終凝時間和抗壓強度。1.4結果結果見下表1。表1初凝時間、終凝時間和抗壓強度以上實驗結果可知，本專利技術與現有技術相比，具有強度高的優點。下面結合實施例對專利技術作進一步的說明，但并不作為對本專利技術限制的依據。具體實施方式本專利技術的實施例1(1)將25份半水磷石膏、75份磷酸溶液(P2O5質量濃度為30％)按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿；(2)將配制好的料漿加熱至57℃，維持保溫時間為180min，制得二水石膏和石膏晶種；使半水磷石膏部分吸水轉化成二水石膏，而未轉化的半水磷石膏則作為石膏晶種；(3)α型高強石膏的制備：將含有二水石膏和石膏晶種的料漿加熱至95℃，維持保溫為120min，使料漿中二水石膏脫水，并以石膏晶種為晶核，形成以不同取向短柱狀α型半水石膏聚集體；(4)將步驟(3)中的料漿過濾，用90-95℃熱水洗滌濾渣至中性，對濾渣進行烘干，即制得α型高強石膏。由本實施例中，所制得的α型高強石膏如圖1所示。由圖1可見，制品的微觀形貌主要是不同取向短柱狀α型半水石膏組成的聚集體，相比較于單顆短柱狀α型半水石膏組成的常規高強石膏粉，具有比表面積小的特點。用本制品拌合水制漿時，標準稠度需水量比常規高強石膏粉用量少。因此，在石膏漿硬化后，本制品內部孔洞少，致密且強度高。本專利技術的實施例2(1)將28.5份半水磷石膏、71.5份磷酸溶液(P2O5質量濃度為30％)按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿；(2)將配制好的料漿加熱至60℃，維持保溫時間為210min，制得二水石膏和石膏晶種；使半水磷石膏部分吸水轉化成二水石膏，而未轉化的半水磷石膏則作為石膏晶種；(3)將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將半水磷石膏、磷酸溶液按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿；(2)將配制好的料漿加熱至55?65℃，維持保溫時間為120?210min，制得二水石膏和石膏晶種；(3)將含有二水石膏和石膏晶種的料漿加熱至90?97℃，維持保溫時間為100?150min，使料漿中二水石膏脫水，并以石膏晶種為晶核，形成以不同取向短柱狀α型半水石膏聚集體；(4)將步驟(3)中的料漿過濾，用90?95℃熱水洗滌濾渣至中性，對濾渣進行烘干，即制得α型高強石膏。

【技術特征摘要】
1.一種半水磷石膏制備α型高強石膏的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將半水磷石膏、磷酸溶液按質量份混合，攪拌均勻后制得料漿；(2)將配制好的料漿加熱至55-65℃，維持保溫時間為120-210min，制得二水石膏和石膏晶種；(3)將含有二水石膏和石膏晶種的料漿加熱至90-97℃，維持保溫時間為100-150min，使料漿中二水石膏脫水，并以石膏晶種為晶核，形成以不同取向短柱狀α型半水石膏聚集體；(4)將步驟(3)中的料漿過濾，用90-95℃熱水洗滌濾渣至中性，對濾渣進行烘干，即制得α型高強石膏。2.根據權利要求1所述的α型高強石膏的制備方法，其特征在于：所述半水磷石膏和磷酸溶液按質量比計，為25～35：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊林，曹建新，羅通，
申請(專利權)人：貴州大學，
類型：發明
國別省市：貴州,52