[发明专利]一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法

摘要

本发明涉及一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，是针对废旧石膏制品数量多、存放难、处理难、污染严重的情况，以废旧石膏制品为原料，经酸洗、水洗、干燥、破碎、配料混合、热压成型、真空高温烧结，制成铁酸钙锭，使废旧石膏回收再利用，此回收制备方法工艺先进、数据精确翔实，回收制备的铁酸钙锭产物纯度达97％，脱硫率达98％，可在炼钢中作为脱磷剂使用，是先进的用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法。

主权项

一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：废旧石膏、氧化铁粉、碳粉、盐酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位废旧石膏：CaSO4      1000g±0.1g氧化铁粉：Fe2O3      500g±0.1g碳粉：C             500g±0.1g盐酸：HCl  浓度37%  500 mL±10mL去离子水：H2O       2000 mL±10 mL氩气：Ar           8000000 cm3 ±100 cm3制备方法如下：（1）配制盐酸水溶液，量取盐酸 166.6 mL± 1mL、去离子水833.4 mL±1mL，加入洗涤槽内，搅拌10 min，成 2 mol/L的盐酸水溶液；（2）酸洗废旧石膏将废旧石膏 1000 g±0.1g加入盐酸水溶液洗涤槽内，并密闭；开启搅拌器，搅拌洗涤10min；酸洗后晾干；（3）水洗废旧石膏将酸洗后的废旧石膏加入水洗槽内，开启搅拌器，搅拌洗涤30 min，水洗后晾干；（4）粉碎、研磨、过筛废旧石膏将废旧石膏加入粉碎机内粉碎，粉碎后的废旧石膏置于研磨机内，进行研磨，然后用200目、230目筛网分别过筛；粉碎、研磨、过筛反复进行；粉碎、研磨、过筛后废旧石膏呈粉体颗粒状，选用颗粒直径为61‑74μm；（5）混料称取粉碎、研磨、过筛后的废旧石膏颗粒360g±0.1g、氧化铁粉90g± 0.1g、碳粉50 g±0.1g；加入混料槽内，搅拌混合30min，成混合料粉；（6）压制成型制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作,模具型腔呈矩形,型腔表面粗糙度Ra 0.08‑0.16µm；装料将混合料粉均匀装入开合式模具内，并密闭；热压成型将装有混合料粉的开合式模具置于压力机上，进行压制；压制温度25℃，压力4 MPa；压制成型时间3min；压制成型后，停止施压，使开合式模具及其内的混合料粉静置20min；脱模开启开合式模具，混合料粉成石膏锭；（7）真空烧结石膏锭的烧结是在真空烧结炉内进行的，是在抽真空、输氩气、电阻加热状态下完成的；清洁真空烧结炉，并用氩气驱除炉内有害气体，使炉内洁净；置放石膏锭将石膏锭置于真空烧结炉内的钢制坩埚内，并密闭；开启真空泵，抽取真空烧结炉内的空气，使炉内气压达10‑1Pa；开启氩气管，向真空烧结炉内输入氩气，氩气输入速度100 cm3/min，使炉内气压强达105Pa，并恒定；开启电阻加热器，加热烧结温度1100℃±2℃，烧结时间240min；烧结后停止加热，继续输氩气，使石膏锭随炉冷却至25℃；石膏锭在电阻加热、烧结过程中将发生化学反应，反应方程式如下：CaSO4+Fe2O3+C 2CaO·Fe2O3+CO2↑+SO2↑式中：2CaO·Fe2O3：铁酸钙CO2：二氧化碳SO2：二氧化硫停止输氩气，开炉取出铁酸钙锭；⑧清理、清洗将铁酸钙锭置于钢制平板上，用砂纸打磨铁酸钙锭周边及正反表面，然后用去离子水清洗；清洗后晾干；（9）检测、分析、表征对回收烧结制备的铁酸钙锭的形貌、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜分析仪进行铁酸钙形貌分析；用X射线衍射仪进行铁酸钙锭成分分析；结论：铁酸钙锭为深灰色锭状，产物纯度达97%。