專利名稱：利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑石膏生產(chǎn)領域，具體涉及ー種利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法。
背景技術：
磷石膏是生產(chǎn)磷酸過程中排除的固體廢渣，每生產(chǎn)I噸P2O5可得4-5噸的干渣磷石膏。根據(jù)濕法磷酸生產(chǎn)エ藝的不同，副產(chǎn)的磷石膏成份也不同，如ニ水法磷酸エ藝副產(chǎn)的磷石膏主要成份為CaSO4 · 2H20，半水法磷酸エ藝副產(chǎn)的磷石膏主要成份為CaSO4 · 1/2H20。國內(nèi)外使用ニ水法エ藝生產(chǎn)磷酸的企業(yè)較多，因此對ニ水磷石膏的研究比較多，而且使用 它代替天然石膏生產(chǎn)石膏制品也已經(jīng)得到了廣泛的應用，如
公開日期為2006-10-11的中國專利CN1844009介紹了ー種利用磷石膏制備建筑石膏的方法，該方法使用碳酸鹽石粉預處理ニ水磷石膏，然后直接煅燒成石膏粉，產(chǎn)品符合國標GB9776-88的要求。使用ニ水磷石膏制備建筑石膏粉存在以下缺點(1) ニ水磷石膏在煅燒成半水石膏過程中需要大量能耗，一部分能耗用于烘干磷石膏中的游離水，另一部分能耗用于除去I. 5個分子的結晶水；ニ水磷石膏制備的建筑石膏粉標準稠度需水量大，強度低，用于生產(chǎn)紙面板和砌塊時烘干能耗高；(3) ニ水磷石膏制備的建筑石膏粉凝結時間快，初凝時間一般在3-5分鐘，用于生產(chǎn)粉刷石膏時施工操作時間短，需添加緩凝劑延長凝結時間。相對于ニ水磷石膏，由于使用半水法エ藝生產(chǎn)磷酸的企業(yè)不多，所以直接利用半水磷石膏制備石膏粉的文獻很少，國外文獻《Influence of the technologicalparameters on the structure and properties oi nemi-hydrate phosphogypsum))記載エ業(yè)副產(chǎn)的半水磷石膏雖然晶體結晶度較高，但是形貌不規(guī)則，且溶解度很低，所以直接烘干制備的石膏粉強度低，目前，雖然在實驗室通過控制エ藝制備出了具有粘結性的半水磷石膏，只需要烘干游離水便可制備性能優(yōu)異的石膏粉，然而這種方法局限于原礦的來源和雜質(zhì)含量不同，難以在エ業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供ー種利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)標準稠度需水量少、強度高的建筑石膏粉的方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，包括原料煅燒、粉磨和陳化工序，所述原料按重量計為半水磷石膏5 60%，ニ水憐石骨40 95%。進ー步的，所述原料按重量計為半水磷石膏5 30%，ニ水磷石膏70 95%。再進ー步的，所述原料按重量計為半水磷石膏15 25%，ニ水磷石膏75 85%。其中，上述方法中，煅燒エ序出料溫度控制在140 200°C。進ー步的，煅燒エ序出料溫度控制在160 180°C。其中，上述方法中，粉磨エ序中控制粉磨粒度為0. 2mm方孔篩篩余< 10%。
其中，上述方法中，陳化時間為3 7天。本發(fā)明的有益效果是根據(jù)石膏的水化-硬化機理，石膏漿體的硬化過程就是結晶結構網(wǎng)的形成過程。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，ニ水磷石膏炒制成的β半水石膏的溶解度高，且標準稠度需水量大，水化-硬化時可以在較短時間內(nèi)生成大量晶核、長大以及形成結晶結構網(wǎng)，使得漿體初凝時間快，具有一定的早期強度；當這些結構網(wǎng)繼續(xù)長大時，就會產(chǎn)生結晶應力，隨著結構越密實，形成的水化物晶體越多，結晶應力也就越大，當結晶應カ大于當時結構所能承受的限度時，就會導致結構破壞，使最終的硬化體強度降低。而半水磷石膏則相反，半水磷石膏的結晶度較好，溶解度較低，標準稠度需水量相對于β半水石膏大大減少，石膏在水化-硬化時緩慢的生成晶核、長大以及形成結晶結構網(wǎng)，使得漿體初凝時間長，早期強度很低；當這些結構網(wǎng)繼續(xù)長大，結構密實時，不足以產(chǎn)生結晶應力或產(chǎn)生的結晶應力不會破壞結晶結構網(wǎng)，使得這些結晶結構隨著水化-硬化過程的進行越長越大，直到反應結束，最終的硬化體強度較高。半水磷石膏直接烘干成石膏粉沒有膠凝性，而ニ水磷石膏煅燒成石膏粉具有良好的膠凝性能，缺點是煅燒過程中除去游離水和結晶水需要很多能耗。
因此，本發(fā)明將半水和ニ水磷石膏配合使用，并嚴格控制其配比，克服了単獨使用半水或ニ水磷石膏的缺點，使半水和ニ水磷石膏在性能上相互支持，取得了預料不到的技術效果，使制得的建筑石膏粉不但標準稠度需水量少，而且強度高；通過不同的原料配比還可以調(diào)節(jié)凝結時間；在石膏粉的煅燒エ藝中能減少大量能耗和時間，又因為制備的石膏粉需水量大幅度減少，所以在生產(chǎn)紙面石膏板和石膏砌塊的烘干エ序中也能節(jié)約大量能耗和時間，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量；用磷石膏取代天然石膏生產(chǎn)建筑石膏粉，又從原料上降低了生產(chǎn)成本，將磷石膏變廢為寶，有效地治理了磷石膏廢渣對環(huán)境的污染和危害，具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步說明。利用半水和ニ水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，包括原料煅燒、粉磨和陳化工序，所述原料按重量計為半水磷石膏5 60%，ニ水磷石膏40 95%。本發(fā)明按照以上配比生產(chǎn)建筑石膏粉就可保證制備的建筑石膏質(zhì)量，又可以節(jié)省大量能耗。優(yōu)選的，為了建筑石膏粉質(zhì)量更好，所述原料按重量計為半水磷石膏5 30%，ニ水憐石骨70 95%。發(fā)明人通過試驗發(fā)現(xiàn)，按本發(fā)明方法生產(chǎn)建筑石膏節(jié)省的能耗隨著半水磷石膏的添加量増大而增加，建筑石膏強度先隨著半水磷石膏的添加量増大而增加，待添加量達到20%左右時，石膏粉抗折抗壓強度達到最大值，然后隨著半水磷石膏的添加量增大而減少，因此，為了使建筑石膏粉的質(zhì)量最好，所述原料按重量計為半水磷石膏15 25 %，ニ水磷石膏75 85%。優(yōu)選的，上述方法煅燒エ序出料溫度控制在140 200°C。出料溫度在140度以下即出料溫度過低，建筑石膏中含有相當一部分的ニ水石膏，建筑石膏強度低，凝結時間延長；出料溫度在200度以上時，建筑石膏中含有大量可溶性無水石膏，需水量増大，凝結快，存在假凝現(xiàn)象，質(zhì)量不穩(wěn)定。
發(fā)明人通過試驗發(fā)現(xiàn)，煅燒エ序出料溫度在160°C 180°C時，建筑石膏粉中二水石膏和無水石膏含量少，因此制備的石膏粉質(zhì)量好，性能穩(wěn)定，因此，煅燒エ序出料溫度優(yōu)選控制在160 180 0C ο石膏經(jīng)過球磨后，比表面積顯著増加，標準稠度需水量大幅度降低，強度也相應有較大提高，凝結時間縮短，因此，上述方法中，粉磨エ序中優(yōu)選控制粉磨粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%。優(yōu)選的，為了使建筑石膏性能更加穩(wěn)定，上述方法中，陳化時間為3 7天。下面同時實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進ー步的說明，但并不因此將本發(fā)明的保護范圍限制在實施例之中。實施例I
將半水磷石膏、ニ水磷石膏按20:80的比例配制2kg原料，將原料投入炒鍋中炒制，物料溫度達到200°C時取出，待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%，陳化3天制得建筑石膏粉。實施例2將半水磷石膏、ニ水磷石膏按5:95的比例配比2kg原料，將原料投入炒鍋中炒制，物料溫度達到160°C時取出，待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%，陳化3天制得建筑石膏粉。實施例3將半水磷石膏、ニ水磷石膏按10:90的比例配比2kg原料，將原料投入炒鍋中炒制，物料溫度達到180°C時取出，待物料冷卻后球磨至粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%，陳化3天制得建筑石膏粉。實施例4將半水磷石膏、ニ水磷石膏按40:60的比例配比300t原料，通過喂料機每小時輸送20t原料均勻地進入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中，控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C，出ロ溫度在160-180°C，煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%，通過成品提升機送入成品庫冷卻、陳化3天后，即可得到合格的建筑石膏粉。實施例5將半水磷石膏、ニ水磷石膏按20:80的比例配比300t原料，通過喂料機每小時輸送20t原料均勻地進入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中，控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C，出ロ溫度在160-180°C，煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2mm方孔篩篩余< 10%，通過成品提升機送入成品庫冷卻、陳化3天后，即可得到合格的建筑石膏粉。對比例I將300t ニ水磷石膏原料通過喂料機每小時輸送20t原料均勻地進入順流式回轉(zhuǎn)煅燒窯中，控制回轉(zhuǎn)煅燒窯入口溫度在550-700°C，出ロ溫度在160-180°C，煅燒好的石膏粉經(jīng)球磨后粒度為O. 2_方孔篩篩余< 10%，通過成品提升機送入成品庫冷卻、陳化3天后，即可得到合格的建筑石膏粉。實施例I 5和對比例I制備的建筑石膏粉的性能見表I :表I建筑石骨粉性能表
從實施例和對比例可知，本發(fā)明將半水和ニ水磷石膏配合使用，并嚴格控制其配比，克服了単獨使用半水或ニ水磷石膏的缺點，使半水和ニ水磷石膏在性能上相互支持，生產(chǎn)成本低，并且制得的建筑石膏粉標準稠度需水量少，抗折、抗壓強度高，取得了預料不到的技術效果。
權利要求
1.利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，包括原料煅燒、粉磨和陳化工序，其特征在于所述原料按重量計為半水磷石膏5 60%，二水磷石膏40 95%。
2.根據(jù)權利要求I所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于所述原料按重量計為半水磷石膏5 30%，二水磷石膏70 95%。
3.根據(jù)權利要求2所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于所述原料按重量計為半水磷石膏15 25%，二水磷石膏75 85%。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于煅燒工序出料溫度控制在140 200°C。
5.根據(jù)權利要求4所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于煅燒工序出料溫度控制在160 180°C。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于粉磨工序中控制粉磨粒度為0. 2mm方孔篩篩余< 10%。
7.根據(jù)權利要求1、2或3所述的利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的方法，其特征在于陳化時間為3 7天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用半水和二水磷石膏生產(chǎn)標準稠度需水量少、強度高的建筑石膏粉的方法，屬于建筑石膏生產(chǎn)領域。該方法包括原料煅燒、粉磨和陳化工序，所述原料按重量計為半水磷石膏5～60％，二水磷石膏40～95％。本發(fā)明將半水和二水磷石膏配合使用，并嚴格控制其配比，克服了單獨使用半水或二水磷石膏的缺點，使半水和二水磷石膏在性能上相互支持，使制得的建筑石膏粉不但標準稠度需水量少，而且強度高；用磷石膏取代天然石膏生產(chǎn)建筑石膏粉，降低了生產(chǎn)成本，將磷石膏變廢為寶，有效地治理了磷石膏廢渣對環(huán)境的污染和危害，具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號C04B11/26GK102731000SQ201210217290
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權日2012年6月27日
發(fā)明者劉興良, 李建秋, 李春梅, 李進, 李順方, 王佳才 申請人:貴州川恒化工有限責任公司