[发明专利]一种利用湿氟石膏改性生产建筑石膏粉的方法

说明书

技术领域

本发明属固体废物资源化利用领域，涉及一种化学工业副产品湿氟石膏改性处理后生产建筑石膏粉的方法。

背景技术

利用传统湿法工艺将萤石和浓硫酸在高温下制取氢氟酸时排出的废渣，通常采用石灰乳或电石渣中和，再送往堆场堆存，这样堆存的产物统称为湿氟石膏。长期大量堆存的湿氟石膏不仅占用大量土地资源，而且需要大量的土地补偿费用和维护费用，给企业和社会造成了沉重负担。堆场湿氟石膏中硫酸钙含量达到70％以上，是一种很好的石膏资源。实现堆场湿氟石膏的资源化利用符合国家可持续发展战略，具有重要的社会效益和经济价值。长期堆存的湿氟石膏发生自然水化，呈灰白色或白色，主要组成为透石膏(CaSO₄·2H₂O)。由于堆存年限不一，湿氟石膏水化程度不同，加之有部分未完全中和的石灰乳，导致生产的氟石膏粉存在碱度过高、凝结时间过长，生产的建筑材料机械强度不够等现象，严重影响了湿氟石膏的资源化利用。

发明内容

本发明的目的是针对湿氟石膏资源化利用过程中存在的问题，提出了一种利用湿氟石膏改性生产高质量建筑石膏粉的方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种利用湿氟石膏改性生产建筑石膏粉的方法，包括以下步骤：

1)湿氟石膏经自然风干或烘干去除15-18％的游离水，经初步破碎，在湿氟石膏中加入改性剂混和；

2)将加入了改性剂的湿氟石膏进行低温焙烧；

3)将焙烧后的粉体再次加入改性剂进行充分混和、细磨，即得改性建筑石膏粉材料；

所述湿氟石膏质量百分比92-98％、两次加入的改性剂总质量百分比为2-8％；前后两次加入的改性剂用量依次为改性剂总用量的65-85％和15-35％。

所述改性剂为硅铝酸盐、硫酸盐和含钙化合物的混和物。所述改性剂中各成分质量比例为硅铝酸盐∶硫酸盐∶含钙化合物＝1-5∶0.1-1∶0.1-2。

所述的硅铝酸盐为高岭土、氧化铝、水玻璃、氟硅酸钠中的一种或几种，所述硫酸盐为硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸钾、硫酸锌中的一种或几种，所述含钙化合物为氧化钙、氢氧化钙、氯化钙中的一种或几种。

步骤1)所述的初步破碎程度为粒径不大于2mm。初破方式为切削破碎或颚式破碎等方式。

步骤2)所述的焙烧温度为80-180℃，焙烧时间1-3h；优选焙烧温度为100-150℃，焙烧时间为2h。

步骤2)所述的焙烧时采用的窑炉为回转窑、流化床或沸腾炉。湿氟石膏和改性剂在焙烧过程中凭借焙烧窑炉的转动或气流搅拌作用实现充分混合、搅拌均匀。

步骤3)所述的细磨是将焙烧过的粉体和改性剂一起细磨至粒径不大于0.147mm。所述细磨方式为立磨、球磨或锟式破碎等方式。细磨后粉体分离方式为旋风分离或沸腾炉分离；分离后回收方式为旋风分离、电收尘等方式。

本发明是在适宜的外加改性剂作用下，改变水化反应过程的化学反应动力学性质，提高其溶解速度和水化速度，促进氟石膏晶须各向均匀生长，形成各向晶须发达的网状结构，缩短凝结时间，提高晶体早期强度，将其转变为合格石膏建筑材料。

本发明的改性剂中，硅铝酸盐主要用来调节氟石膏粉的碱度和机械强度，硫酸盐和含钙化合物主要用来调节氟石膏粉的凝结时间，使之达到建筑材料粉的生产应用要求。

本发明的技术优点就是方法简单，成本低廉，工艺流程短，改性剂分两步添加，产品质量稳定。与现有技术相比，可大大降低焙烧温度，缩短焙烧时间(由现在的8h左右缩短至3h以内)；凝结时间和机械强度与天然石膏粉相当。

本发明技术所用氟石膏改性剂成本仅为12-20元/吨，处理成本30-40元/吨，按照产品市场售价150-220元/吨计算，经济效益十分可观。

附图说明

图1为湿氟石膏粉的SEM照片；

图2为湿氟石膏生产的不合格建筑石膏粉的SEM照片；

图3为本发明方法生产的建筑石膏粉的SEM照片；

图4为测试本发明方法生产的石膏材料断面影像；

图5为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。