[发明专利]高纯石膏的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产杂质量很少的高纯石膏的方法。更具体地，本发明涉及生产杂质含量很低且白度高的高质量石膏的方法，尤其是二水合石膏晶体，其方法是用水相中的无机酸使钙源如石灰石充分溶解成为钙盐，去除钙源中的以未溶解残渣形式存在的杂质，再使钙盐与硫酸反应形成并结晶石膏。

背景技术

石膏不仅作为建筑材料而且还可在各种领域内广泛使用。在各种应用领域内，很明显都要求石膏对其应用领域具有特定的质量和性能。尤其是在成型材料和牙科应用的领域内，假若石膏含有杂质并因杂质而呈现棕色到暗灰色时，则这种石膏是不能被接受的，因为要求具有高白度的高纯石膏。在这些应用领域内，由于要求熟石膏(cast gypsum)制品具有很高的机械强度，所以，需要石膏的粒径大而纵横比小。

所谓天然石膏，是指从天然矿物易于获得的石膏，但实际上没有能满足这些要求的产物，而且大多数天然石膏含有杂质，如铁、铝和/或二氧化硅的含量都高。因此，时至今日，曾就开发出一种适合生产杂质含量低的石膏方法、设备或工艺过程进行过各种努力。作为有代表性的实例，是通过把水加到石灰粉末中以形成浆料，再使石灰在预定的pH范围内与硫酸反应而生产石膏的方法。

然而，即使这样的一种常规生产石膏的方法，仍难以满足上述条件，因为作为原料使用的钙源，如石灰石或石灰，都含有铁、二氧化硅、镁等杂质，而且这些杂质与硫酸作用形成不溶解性的反应产物、以未反应的形式留下，或者在某些情况下，与部分未反应的钙源一起存在于所得到的石膏中，由此使石膏含有很高的杂质含量。作为必然的结果，生产石膏必须使用低杂质含量的石灰石或碳酸钙作原料，这就要求预先制备出杂质含量低的原料，结果出现石膏生产成本不可避免地升高的情况。

况且，如上所获得的石膏通常以细针状晶体的形式存在，而且，通过煅烧这样的石膏所获得的煅烧石膏在使用时需要提高混合水量。由具有大量混合水量的石膏浆料获得的浇注制品会伴随产生质量如强度下降的问题。

由此，本发明的目的在于即使作为原料使用的钙源杂质含量高时，也能生产出白度高、杂质含量低且成本也低的石膏。本发明的另一个目的在于提供一种晶粒大而纵横比小的石膏，尤其是二水合石膏晶体。

发明的公开

上述目的可通过下面所述的本发明来实现。尤其是，本发明将提供一种生产高纯石膏的方法，该法包括将作为原料的钙源，与水相中的无机酸反应，以使钙源在水相中充分溶解而成为钙盐，然后分离并由所得水相中去除未溶解的残渣，再把硫酸加到通过去除未溶解残渣后获得的水相中，以结晶出石膏，然后从水相中分离出结晶石膏。

附图的简要说明

图1是说明适用于实施本发明的生产石膏方法的设备流程图。

实现本发明的最好方式

本发明将在下文基于最佳实施方案而予以进一步详细地说明。[原料]

用于本发明中的钙源是众所周知的，而且包括从天然矿物中所获得的或者从工业上生产的各种钙的化合物。这类钙化合物的具体实例包括天然碳酸钙源如石灰石、大理石、方解石和文石；熟石灰；生石灰以及各种晶形的轻质碳酸钙，它是通过往石灰乳中喷射二氧化碳而在工业上获得的。在本发明中，这些碳酸钙源既可单独使用，也可组合使用。

对于钙源的粒径没有特殊的限制。钙源的粒径范围广泛，包括细粉到颗粒，每一种都可在本发明中用作原料。通过合适的方法如造粒，还可以把粉末或粒状的钙源制成小球状或颗粒状的钙源。依据钙源的粒径用于本发明中的设备的规模和设备的操作条件应当加以改变。

本发明的优点在于能把制取石膏用的原料成本降低，因为作为原料使用低纯钙化合物，具有显著量的杂质二氧化硅、铁、铝以及诸如此类的杂质。

一般说来，这些钙源的性能是：它们在水中具有低溶解性，但易于溶解在无机酸，如盐酸或硝酸内，以形成水溶性钙盐的溶液。因此，本发明使用无机酸溶解上面所例举的钙源。作为这样的无机酸，没有必要纯度很高，而且其纯度一般为工业级就足够。此外，各种化学工业和半导体工业中产生的废无机酸也适于使用。对于用在本发明中所用的无机酸没有特殊的限制，其浓度可根据用于实施本发明的车间或设备的设计阶段的生产量的多少来确定。

依据实际操作的设备，无机酸的流量可通过安置在如图1所示设备中的无机酸加料管线内的流量计或电磁阀(未示出)来控制。所述无机酸可暂时储藏在储罐4内。