[发明专利]一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法

说明书

本发明属于无机化工领域，涉及一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法，包括如下步骤：采用含游离水的钛石膏为原料，进行除铁得到除铁后的钛石膏；在钛石膏中加入自来水，配置成料浆；料浆中加入丁二酸，置于110℃‑140℃反应釜中，在搅拌条件下，反应时间2h‑4h；离心取固态物，置于150±5℃的烘干箱4h，得到短六棱柱α型半水钛石膏；短六棱柱α型半水钛石膏置于球磨机中粉磨3分钟，得到α型半水钛石膏。该方法工艺简单高效，易于控制，产品质量稳定，且对设备要求低，可以实现产业化。

技术领域

本发明属于无机化工领域，涉及一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法，具体涉及一种钛石膏的除铁与高强石膏的制备方法。

背景技术

钛石膏是钛白粉生产过程中的酸性废水经碱石灰中和而析出以二水硫酸钙为主要成分的废渣。我国每年因中和法处理废酸产生的钛石膏超过千万吨，历年累计堆存量数上亿吨，不仅占用大量土地资源、消耗巨额堆场建设维护费用，经过雨水冲刷后，其可溶性有害物质会随雨水进入土壤，污染地下水。

我国主要将钛石膏的用作水泥缓凝剂和建筑石膏，另有用作土壤改良剂复垦造地、高速公路基材、井下采空回填材料项目等，不但经济利用价值有限，综合利用率也低。钛石膏中的铁杂质是导致其利用率低及附加值低的主要原因，钛石膏因含有铁元素成黄色或红色，杂质铁吸附在石膏晶体表面，晶体被絮状的杂质铁包裹，影响石膏的晶体的水化与生长，影响钛石膏制品美观的同时，也降低了钛石膏制品的力学性能。

与普通建筑石膏相比，α型半水石膏具有需水量少、制品结构致密、强度高等特殊性能而广泛应用于机械制造、医疗卫生、精密铸造、汽车和陶瓷工业等特殊领域。α型半水石膏的制备主要有两种固相蒸压法与液相蒸压法，其中，固相蒸压法工艺简单，但是制备的α型半水石膏产品不稳定，质量波动大，生产周期长；液相蒸压法中的盐溶液法设备复杂，脱盐和干燥十分困难，很难实现产业化；相比于这两种制备方法，水热法的制备工艺简单，产品质量稳定，技术已经足够成熟，在市场上有所应用。以除铁后的钛石膏为原料，采用水热法制备的α型半水石膏不仅白度高，且强度高，半水石膏制品的性能好，这是拓宽钛石膏利用的一种有效途径，且铁是一种珍贵的资源，该方法可以对钛石膏中的杂质铁进行回收利用。

《一种利用钛石膏制取α型半水石膏的方法》(申请号：CN 103086624B)中采用了盐溶液法制备α型半水石膏，不仅过程复杂，且其料浆呈酸性，对设备的要求较高，洗涤时需要乙醇和90℃以上的热水，成本较高，很难实现产业化。《用工业废弃物二水钛石膏制备高强α型半水石膏的方法》(申请号：CN103964716B)中制备α型半水石膏中需要加入高成本的酸和碱试剂，料浆呈酸性，且反应时间太长，在通入氮气的高压力下，很难控制产品质量，容易制备出无水石膏；在高温高压下，再加上浆体呈酸性对设备的要求太大。《一种钛石膏中铁元素的分离去除工艺》(申请号：CN 105502464B)中公开了钛石膏的除铁方法，以通入大量氢气还原铁离子以及在高强磁场下对铁进行磁吸附，该除铁方法对磁场的要求较高，除铁效果不理想，并不被市场所采纳。

发明内容

本申请提供一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法，该方法工艺简单高效，易于控制，产品质量稳定，且对设备要求低，可以实现产业化。

为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法，包括如下步骤：采用含游离水的钛石膏为原料，进行除铁得到除铁后的钛石膏；

在钛石膏中加入自来水，配置成质量浓度为10％-40％的料浆；

料浆中加入0.1％-0.5％的丁二酸，置于110℃-140℃反应釜中，在搅拌条件下，反应时间2h-4h；

离心取固态物，置于150±5℃的烘干箱4h，得到短六棱柱α型半水钛石膏；

短六棱柱α型半水钛石膏置于球磨机中粉磨3分钟，得到α型半水钛石膏。