[发明专利]α-半水石膏的生产方法及设备

说明书

本发明所涉及的是通过对硫酸钙二水合物（CaSO₄·2H₂O）进行加热转化制作α-半水石膏（CaSO₄· 1/2 H₃O）的方法及设备。

目前，生产α-半水石膏，国内外一直采用蒸压釜蒸养法和反应罐溶液法两种。本发明就是对蒸压釜蒸养法生产α-半水石膏工艺及设备的改进。用蒸压釜蒸养法生产α-半水石膏的传统工艺为：将生石膏（CaSO₄·2H₂O）破碎到一定粒度后，装入蒸养车内，送入蒸压釜内蒸养，所用的蒸汽系从锅炉房送来的高压饱和水蒸汽，一般压力需要0.2～0.7MPa，保持恒压一定时间，促使硫酸钙二水合物脱水，并产生晶体转化，最后生成α-结晶相的半水石膏，然后进行凉晒、粉磨、烘干、即或α-半水石膏成品。所用的设备有蒸养车、蒸压釜、高压蒸汽锅炉、烘干设备、粉磨设备等。以上所述到的生产α-半水石膏工艺的不足之处是：蒸压釜内所需压力高，热蒸汽向生石膏内热能传导速度较慢，生石膏的表内加热不均匀，其生石膏脱水和晶体转化也比较慢，浪费能源。生产出的α-半水石膏需要凉晒后才能粉磨、烘干。在凉晒过程中α-半水石膏容易向β-半水石膏转化，影响生产的α-半水石膏的质量。另外，生产用的设备庞大、投资较高。另外，联邦德国专利局88年3月31日公开了一份关于α-石膏制作方法的DE3631883A1号专利申请。其制作方法为：将表面含水6～8%的硫酸钙二水合物（CaSO₄·2H₂O）装有一个密封的容器或管道内，利用高频能或微波能对容器或管道内的水分进行加热，将生石膏加热到脱水转化温度，并将这一温度在整个转化过程中保持到底，即容器内或管道内保持一定的蒸汽压。使生石膏全部脱水转化成α-半水石膏。这种α-半水石膏的生产方法，虽然能使容器或管道内的生石膏升热快、加热均匀。但是，用该方法生产α-半水石膏，电能消耗大、设备投资高。

本发明的目的是为了克服上述不足，而发明的一种生产的α-半水石膏的质量高、节约能源、设备投资少的一种α-半水石膏的生产方法和设备。

本发明所述的生产α-半水石膏的方法是这样实现的：它以破碎后的生石膏（CaSO₄·2H₂O）为原料，将一定重量的经破碎后的生石膏和占生石膏重量4%以上的水装入密闭的蒸压釜内，使该蒸压釜绕水平轴转动，并且用加热装置对蒸压釜进行加热。蒸压釜的转动可以使装在蒸压釜内的生石膏不断翻转，均匀受热，加快蒸压釜内的生石膏热量的传导和对流。同时避免了生石膏在蒸压釜内局部过热的现象发生。对蒸压釜的加热使蒸压釜内的生石膏和水升温，直至将生石膏加热到脱水转化温度，即蒸压釜内的水蒸汽压力上升至0.12～0.4MPa，并将此压力保持恒定6～8小时，促使生石膏脱水，并产生晶体转化，使之全部转化为α-半水石膏。然后打开蒸压釜的装料口或放汽阀，继续旋转加热蒸压釜，将生成的α-半水石膏表面的水分烘干，最后从蒸压釜中取出，并进行粉磨成α-半水石膏成品。

为了将蒸压釜内的生石膏和水尽快加热到生石膏的脱水转化温度或蒸压釜内蒸汽压力的尽快形成，压蒸釜内的加水量最好占加入的生石膏量的5～6%。这样也可以在保证其蒸压釜内蒸汽压力的情况下，也可以提高生石膏脱水转化为α-半水石膏后的烘干速度。

为了保证蒸压釜内的生石膏在升温和恒压过程中受热均匀。使蒸压釜在升温和恒压过程中一直保持转动。转动速度过慢，生石膏局部受热严重。蒸压釜旋转速度过快，蒸压釜内的生石膏之间又产生相互碰撞，也不利于生石膏的脱水和晶相转化。据实验测定，蒸压釜的转速一般控制在0.5～5转/分，其蒸压釜保持恒压时的最佳转速控制在0.5～2转/分。

为了节约能源，在保证生石膏脱水转化为α-半水石膏的情况下，蒸压釜内的蒸汽压力最好保持在0.12～0.19MPa。

完成本发明所述的生产α-半水石膏的方法所用的专用设备为：构成蒸压釜的是一个轴向水平放置的密封的圆筒体，圆筒体的一端设有一个带密封盖的加料口，另一端安装有一个压力显示器和一个过压保护器。在圆筒体的两端分别设有一个带密封盖密封的卸料口。该圆筒体的两端部分别由托轮组支承，其中至少有一个托轮经减速器与电动机相连接，即该电动机经减速器带动托轮转动，托轮带动圆筒体转动。在两组托轮中间的圆筒体部分安装有一个给该圆筒体加热装置，经该加热装置对圆筒体加热，然后由圆筒对装在其内部的生石膏加热，将生石膏加热到脱水转化温度，并且保持此温度恒定一定的时间，使生石膏脱水转化为α-半水石膏。