[发明专利]一种脱硫石膏常压盐溶液法制备高强石膏的方法

说明书

本发明公开一种脱硫石膏常压盐溶液法制备高强石膏的方法。该方法利用脱硫石膏为原材料，在一定浓度的盐溶液中添加复合转晶剂，控制温度并调节pH值至恒定。将混合浆液快速过滤后加入无水乙醇固定，再经过干燥、粉磨，得到高强α型半水石膏。对α型半水石膏进行结晶水含量、物理性能和力学性能测试，符合标准国家标准GB/T 17699.2‑1999和行业标准JC/T 2038‑2010的相关要求；该方法不但降低了脱硫石膏在开采过程中带来的环境污染问题，而且充分实现了脱硫石膏的资源化利用，变废为宝，变害为利，具有显著的社会、环境和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种利用脱硫石膏制备高强石膏的方法，特别涉及利用脱硫石膏通过常压盐溶液法制备高强α型半水石膏的方法，属于脱硫石膏的资源化利用技术领域。

背景技术

我国是石膏储量大国，但优质石膏只占总储量的8％，经过多年开采和消耗，天然石膏量在不断下降。另一方面，我国也是以硫酸钙为主要成分的工业副产石膏排放大国，随着我国工业化的快速发展，工业副产石膏排放量迅速增长。仅脱硫石膏，就由20世纪末的年排放量不到100万吨，增长到现在的年排放1000 万吨以上，加上磷化工、氟化工、钛白化工等年排放的工业副产石膏，占我国总工业废弃物排放量的8％，如果算上历年堆积工业副产石膏量，据不完全统计，累计达几十亿吨，工业副产石膏因为其杂质多和含酸含氟等诸多难题，其研究和应用进展滞后，造成大量工业副产石膏堆积，占用耕地，污染水体和土壤，极大危害了人类生活环境，给工业副产石膏排放企业造成巨大经济和环保压力。

脱硫石膏的产生主要由于燃煤电厂烟气污染防治的主导技术采用了湿式石灰石-石膏法，随着脱硫装置的建设和投运，会产生大量的脱硫石膏。若不妥善处理，将会对社会经济与环境造成很大的威胁。

脱硫石膏的处理办法有很多，例如：制备水泥缓凝剂，用于道路基层与胶结充填，生产化肥，改良土壤，制备石膏制品等。在国外，几乎所有的脱硫石膏都被应用在生产石膏制品、石膏砂浆、水泥添加剂等各种建筑材料之中，资源化利用技术相当成熟，已经系统地解决了原料在应用过程中的运输、结块、干燥、煅烧等问题，资源化利用的工艺设备已趋于专业化和系列化。而我国，人们刚刚开始着重研究脱硫石膏的综合利用，企业对其潜在使用价值和优越性普遍认识不够。我国现阶段脱硫石膏的应用范围依然比较狭窄，目前尚没有形成一定的工业规模。

我国对高强石膏一般有两种制备方法：一类是在饱和蒸汽的介质中进行，而另一类是在酸类或盐类的水溶液中进行。其中蒸压法(孙蓬，王晓东.α型半水石膏的研究与发展[J].丹东纺专学报，2004,11(3)：36-39.)能耗较大，不易得到质量与性能稳定的产品；干闷法(陈志山.α型半水石膏的生产工艺[J].非金属矿,1995,(1):23-25.)会导致产品质量波动较大、性能差、强度低、难以扩大应用；加压水溶液法(段珍华.高强脱硫石膏的制备技术与产业化应用研究[D].南京：东南大学，2009:8-9.)虽然能实现高强α型半水石膏的工业化、高产量生产，但过程冗长、设备复杂、前期投资大、耗能高，对其实际应用具有较大限制。

发明内容

针对现有技术中脱硫石膏制备高强石膏的方法存在的技术问题，本发明的目的是在于提供一种利用脱硫石膏为原料通过常压盐溶液法溶解及采用特殊的晶型转化剂转型形成晶型结构完整、强度高、纯度高的α型半水石膏；该方法不需要压力容器、设备简单、操作便利、条件容易控制，具有很好的发展前景。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种脱硫石膏常压盐溶液法制备高强石膏的方法，该方法包括以下步骤：

1)配制NaCl/MgCl₂/CaCl₂三元混合盐溶液；

2)将三元混合盐溶液温度控制在65～100℃，在恒温及搅拌条件下，缓慢加入脱硫石膏溶液，形成浆液；

3)在浆液中加入乙二胺四乙酸二钠/硫酸铝复合转晶剂并调整浆液的pH为 5～8，反应生成α型半水石膏。