[发明专利]一种用于雕刻的磷石膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏领域，具体而言，涉及一种用于雕刻的磷石膏及其制备方法。

背景技术

磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时所产生的废渣，磷石膏是一种粉状材 料，几乎没有可塑性，因此大部分的处理方法均采用堆积的方式处理。磷石膏的大量堆积， 不仅侵占了大量土地资源，而且因为风蚀、雨蚀等原因，造成了大气、水系及土壤的污染。如 何有效处理磷石膏工业废物，在国内外都是迫切需要解决的问题。

磷石膏的化学成分比较复杂，且结晶形态也多种多样。就化学成分而言，其主要成 份为CaSO₄·2H₂O，所含的杂质分两大类：一类是不溶性杂质，如石英、未分解的磷灰石、不溶 性P₂O₅、共晶P₂O₅、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐；一类是可溶性杂质，如水溶性P₂O₅， 溶解度较低的氟化物和硫酸盐。此外，磷石膏中还含砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元 素，这些元素均为微量，且大多数为不溶性固体，其危害性可忽略不计；磷石膏中的有机物 杂质为一些脂类和烷基类的有机组分，主要以物理吸附形式分布在石膏晶体的表面。

就结晶形态而言，磷石膏分为ɑ型石膏和β型石膏两种类型。由于β石膏具有易加工 的技术特点。其中，β石膏还含有一水石膏、二水石膏、三水石膏，由于一水石膏以及三水石 膏不会防水，并且会降低石膏的强度，特别是三水石膏降低强度的作用更为明显。

将工业废弃物磷石膏，直接应用于雕刻使用，有机物的存在会导致产品发黑，使硬 化体结构疏松、强度降低；同时，由于工业废弃的磷石膏中的杂质含量过多，致使石膏在雕 刻时干得过快，不利于塑形。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于雕刻的磷石膏及其制备方法，所述的用于雕 刻的磷石膏及其制备方法能够有效去除可溶性杂质和有机杂质，保证所得磷石膏硬化体结 构紧凑，强度高，用于雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形，工艺简单，适于大规模生 产。

本发明的第二目的在于提供一种用于雕刻的磷石膏，所述的用于雕刻的磷石膏硬 化体结构紧凑，强度高，用于雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种用于雕刻的磷石膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)闪烧：在惰性气体气氛中，将磷石膏在800-900℃温度下煅烧；

(2)水洗净化：在步骤(1)所得磷石膏中加水，搅拌均匀，抽滤得到一种用于雕刻的 磷石膏。

本发明用于雕刻的磷石膏的制备方法采用闪烧方式，可以使磷石膏中的一水石膏 和二水石膏反应转化为二水石膏，使生成的二水石膏形成β型结晶形态，使P₂O₅杂质分解成 气体或部分转变成惰性的、稳定的难溶性磷酸类化合物(如焦磷酸钙)，从而将其对产品性 能的危害降低到最低点，使少量有机磷经过高温转变成气体排出，无机磷在高温状态下与 钙结合成为惰性的焦磷酸钙，从而消除了有机磷和无机磷等杂质对石膏性能的危害；此外， 本发明用于雕刻的磷石膏的制备方法通过水洗净化，可进一步除去可溶性杂质和有机物杂 质，能够获得性能稳定且杂质含量复符合建材要求的二水石膏，也不会对磷石膏产生新的 污染；本发明用于雕刻的磷石膏的制备方法所制备的磷石膏硬化体结构紧凑，强度高，用于 雕刻时，不会发黑，不会干得过快，利于塑形；本发明用于雕刻的磷石膏的制备方法工艺简 单，适于大规模生产。

优选地，所述步骤(1)中将磷石膏在800-900℃烟气温度下煅烧。

优选地，所述步骤(1)中煅烧时间为1-5h；

优选地，所述煅烧的方法进一步为：

在1h以内升温至800-900℃，在此温度下煅烧。

在1h以内升温至800-900℃具有闪烧法的特点，可以使水合硫酸钙最大量地发生 热分解和重结晶，形成β型结晶形态，提高磷石膏的抗压强度和耐水性，以及其它理化性能。

优选地，所述步骤(1)中升温速度为15-30℃/min。

为符合闪烧法的特点，15-30℃/min升温速度已足够，且实际生产中容易实现，不 会过度增加设备成本。