[发明专利]一种工业副产物石膏制备α高强石膏的方法

说明书

本发明涉及α高强石膏领域，具体公开了一种工业副产物石膏制备α高强石膏的方法，包括工业副产物石膏预处理、制备浆料、转晶反应处理以及后续的干燥、破碎、筛分处理。通过该方法够制备出长径比在(1～3):1范围的短六棱柱状α型高强石膏晶型、具有8～10MPa的2h抗折强度、8～9MPa的烘干抗压强度。3、本发明针对转晶剂进行了优化和复配，在α型高强石膏粉体中显著降低了羧酸类组分的含量，能够有效降低转晶剂掺入α高强石膏中。制备得到的产品可以广泛应用于陶瓷模具、医疗产品、精密铸造。

技术领域

本发明涉及工业副产物石膏的资源利用技术领域，特别涉及一种工业副产物石膏制备α高强石膏的方法。

背景技术

随着我国工业发展，工业副产物引发环境、资源以及安全等问题日益凸显，其中在传统工业技术中出现了大量的工业副产石膏，主要的形式有磷石膏、脱硫石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏等都属于工业副产石膏。国外对工业副产石膏的研究较早，可以再次制成建筑石膏及其相应的产品、石膏砌块、以及近年来新起的高强石膏。其中α高强石膏由于其具有出色的抗压强度和抗折强度，广泛用于陶瓷模具、医疗产品、精密铸造等，能够取得很高的经济价值。

高强石膏的制备方法主要有蒸压法、水热法、常压盐溶液法等，而水热法工艺具有生产出的α型半水石膏强度很高、晶型更容易控制的特点被大量研究，但是需要采用高压高温反应釜，而且该工艺依赖于转晶剂，转晶剂是制备α型高强石膏的关键，它对提高α型高强石膏的力学性能起到至关重要的作用。

大量的研究针对转晶剂也筛选出了有利于晶体生长的物质；然而半水硫酸钙晶体的形成机理尚不明确，对于转晶剂的研究有一定的指导意义，但是也存在很多不确定性。常用的转晶剂有无机盐类、有机酸(盐)类、有机大分子类、表面活性剂类以及复配型。无机盐主要选用高价阳离子，如铝离子、铁离子等；有机酸(盐)主要有柠檬酸、琥珀酸酸、草酸、酒石酸及其衍生物等；大分子主要选用界面改良剂，如糊精、明胶等；表面活性剂分别为阴离子表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠，以及非离子型表面活性剂，如OP-IO、单硬脂酸甘油酯等。

在以上现有的转晶剂中，多元有机酸，特别是羧酸类能够有效调节α- 高强石膏晶体的长径比和形貌，是比较重要的转晶剂类型，也是在复配中常用的组成。然而，在高压水热法形成α-高强石膏的过程中，这些基于羧酸的中等晶体中的一些通过共沉淀进入到到石膏中，这会导致转晶剂的损失，而且掺入α石膏中的转晶剂组分会影响石膏的强度。

如何研究复配型转晶剂仍然是有很大的需求，申请人针对现有技术中的缺陷，提供一种改进的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术缺陷，提供一种工业副产物石膏制备α高强石膏的方法，通过对转晶剂的复配，能够有效降低转晶剂掺入α高强石膏中，并且制备得到2h抗折强度和烘干抗压强度优异的α高强石膏。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种工业副产物石膏制备α高强石膏的方法，包括以下步骤：

(1)工业副产物石膏预处理：用筛子筛掉石膏原料中的砂子、石子等杂质；然后利用气流粉碎机将其破碎、过筛，得到粒度为100～150μm的石膏粉末；

(2)制备浆料：将石膏粉末与复配转晶剂混合后与水进行混合，加热至30～50℃并搅拌、加入硫酸或氢氧化钠溶液调节pH至5～8以及浆料重量0.1～0.5wt％的α-半水石膏；所述复配转晶剂由20-30wt.％乙二胺四乙酸、10-20wt.％柠檬酸、 10-15wt.％硫酸镁、1-2wt.％单硬脂酸甘油酯以及余量水组成。

(3)将浆料从蒸压釜中的进料口倒入，同时开始加热并启动搅拌装置，当反应釜内温度为110～130℃、蒸汽压为0.3～0.6MPa，维持上述参数进行转晶处理5～ 10h；得到湿润的α半水石膏；