正交晶體硫酸鈣制造方法
【專利摘要】正交晶體硫酸鈣制造方法，包括如下步驟：步驟101將天然無(wú)水硫酸鈣分離成小塊狀，清洗干凈后，裝入蒸壓釜；步驟102往蒸壓釜注水，使無(wú)水硫酸鈣全部浸泡在水中，并加熱；步驟103加熱完成后，向蒸壓釜中鼓入熱空氣進(jìn)行干燥。本發(fā)明所述正交晶體硫酸鈣制造方法，在一個(gè)蒸壓釜中相繼完成蒸壓和干燥二道工序，既大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，也使生成的正交晶體硫酸鈣不會(huì)因裝卸、搬移而降溫轉(zhuǎn)化回到無(wú)水斜晶硫酸鈣。該工藝不需加任何轉(zhuǎn)晶劑，可降低成本取消了離心脫水設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減少投資，降低了成本，易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】正交晶體硫酸鈣制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種正交晶體硫酸鈣制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)水硫酸鈣是一種多功能氣硬性膠凝材料，但根據(jù)制作條件的不同，可獲得α型無(wú)水硫酸鈣或β型無(wú)水硫酸鈣。其制品的功能與性能均有明顯差異，前者為規(guī)則的結(jié)晶體，后者與原料原始形態(tài)有關(guān)。半水硫酸鈣的結(jié)晶形態(tài)是影響其制品強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。常壓炒制的β型半水硫酸鈣的比容大、水膏比大，膠凝后氣孔率高、強(qiáng)度低。用β型半水硫酸鈣制造的陶瓷模具，有吸水率高的優(yōu)點(diǎn)，但模具使名用壽命短，不能適應(yīng)于壓力較高的滾壓成形。以過(guò)蒸壓法、水熱法等不同的工藝方法制得正交晶體硫酸鈣為致密的短柱狀晶體，比容小、水膏比小，膠凝后強(qiáng)度高，俗稱高強(qiáng)半水硫酸鈣。用正交晶體硫酸鈣制造的陶瓷模具強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，并可以提高陶瓷表面的光潔度，提高陶瓷產(chǎn)品檔次。
[0003]但由于正交晶體硫酸鈣的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高，售價(jià)高，使它使用量受到限制，國(guó)內(nèi)外都把研究開(kāi)發(fā)α型半水硫酸鈣粉的新工藝，大幅度降低其生產(chǎn)成本，列為無(wú)水硫酸鈣產(chǎn)業(yè)的重大攻關(guān)課題。
[0004]生產(chǎn)正交晶體硫酸鈣方法很多。但質(zhì)量相差很大，同一種方法，因受設(shè)備條件、控制參數(shù)的影響，質(zhì)量很不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服傳統(tǒng)正交晶體硫酸鈣制造方法質(zhì)量不穩(wěn)定的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種α型半水硫酸鈣工藝方法。
[0006]正交晶體硫酸鈣制造方法，包括如下步驟:
步驟101將天然無(wú)水硫酸鈣分離成小塊狀，清洗干凈后，裝入蒸壓釜；
步驟102往蒸壓釜注水，使無(wú)水硫酸鈣全部浸泡在水中，并加熱；
步驟103加熱完成后，向蒸壓釜中鼓入熱空氣進(jìn)行干燥。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟101天然無(wú)水硫酸鈣在蒸壓釜中是分層堆放。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟101中分層堆放的層間距為5厘米，層厚度為20厘米。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟102中反應(yīng)壓力為0.25-0.37Mpa，溫度為125-135攝氏度。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟103中干燥溫度為130-140攝氏度。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟101中將天然無(wú)水硫酸鈣分離的塊狀晶體塊度為3-5厘米。
[0012]采用本發(fā)明所述正交晶體硫酸鈣制造方法，在一個(gè)蒸壓釜中相繼完成蒸壓和干燥二道工序，既大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，也使生成的正交晶體硫酸鈣不會(huì)因裝卸、搬移而降溫轉(zhuǎn)化回到斜晶硫酸鈣。該工藝不需加任何轉(zhuǎn)晶劑，可降低成本取消了離心脫水設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減少投資，降低了成本，易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]二水硫酸鈣脫去1.5個(gè)結(jié)晶水形成半水硫酸鈣，其反應(yīng)式為 CaS04.2H20=CaS04.H20+1.5H20
在不同壓力下無(wú)水硫酸鈣脫水形成半水硫酸鈣無(wú)水硫酸鈣的溫度也不同，在沒(méi)有添加轉(zhuǎn)晶劑條件下，要制成α型半水硫酸鈣，二水硫酸鈣的結(jié)晶水要以液態(tài)水排出。通常蒸壓法生產(chǎn)α型半水硫酸鈣，是以飽和蒸汽加熱，蒸壓釜內(nèi)“溫度一壓力”的關(guān)系都在曲線2上，致使無(wú)水硫酸鈣結(jié)晶水可能以液態(tài)排出制成α型半水硫酸鈣，也可能以汽態(tài)水排出制成β型半水硫酸鈣。所以用飽和蒸汽蒸壓無(wú)水硫酸鈣制成的產(chǎn)品，實(shí)際上是α型和β型混合的半水硫酸鈣，質(zhì)量難以穩(wěn)定。
[0015]本發(fā)明中，先將天然無(wú)水硫酸鈣敲成小塊狀，清洗干凈后，裝入蒸壓釜。為了使干燥時(shí)熱氣體均勻流動(dòng)，無(wú)水硫酸鈣需分層堆裝，每層20cm，層間隔5cm。然后往蒸壓釜注入水，使無(wú)水硫酸鈣全部浸泡在水中。還包括熱水泵和電加熱器，熱水泵使蒸壓釜內(nèi)液態(tài)水不斷上下循環(huán)流動(dòng)。保持釜內(nèi)各部位無(wú)水硫酸鈣溫度均勻。電加熱器(大生產(chǎn)可用其它能源加熱)，對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱，調(diào)
整加熱器給循環(huán)水的供熱量，可使蒸壓釜內(nèi)液態(tài)水保持工藝要求的溫度。調(diào)整進(jìn)口的蒸汽壓力，使蒸壓釜內(nèi)保持工藝要求的壓力。
[0016]為了使生產(chǎn)的α型半水硫酸鈣不搬動(dòng)，在同一蒸壓釜內(nèi)進(jìn)行干燥。蒸壓釜設(shè)計(jì)了干燥熱空氣鼓入口和抽出口。干燥時(shí)，在抽汽的同時(shí)，鼓入干熱空氣，對(duì)已生成的Ct型半水硫酸鈣直接干燥。為了降低能耗，蒸壓釜、加熱器和管道都要外加保溫層。
[0017]溫度和壓力不同，生成的α型半水硫酸鈣質(zhì)量也有所差別，它們的晶體形狀也有所不同。溫度升高，壓力降低，可以使無(wú)水硫酸鈣脫水生成α型半水硫酸鈣的速度加快，縮短蒸壓時(shí)間，可降低成本，但產(chǎn)品質(zhì)量有所下降。我們經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，溫度在1251350C，壓力在0.25、.37MPa范圍內(nèi)最適合。蒸壓時(shí)間除與溫度、壓力有關(guān)系外，還與無(wú)水硫酸鈣塊度大小有關(guān)。塊度大延長(zhǎng)蒸壓時(shí)間，塊度小可縮短蒸壓時(shí)間，但在干燥時(shí)，因鼓入的熱空氣經(jīng)過(guò)細(xì)塊度無(wú)水硫酸鈣層時(shí)，阻力大，難以均勻干燥；若過(guò)細(xì)，甚至無(wú)法吹入熱空氣，使干燥不能進(jìn)行。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，無(wú)水硫酸鈣塊度在:T5cm比較好。這時(shí)蒸壓時(shí)間約4小時(shí)。干燥時(shí)的溫度和壓力也很重要，干澡溫度過(guò)高會(huì)使生成的α型半水硫酸鈣再脫水生成無(wú)水無(wú)水硫酸鈣。干燥溫度過(guò)低干燥時(shí)間延長(zhǎng)，甚至使α型半水硫酸鈣轉(zhuǎn)回到無(wú)水硫酸鈣，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，干燥溫度控制在13(T1400C較好。干燥時(shí)蒸壓釜內(nèi)的壓力越小越好，最好是負(fù)壓。
[0018]添加轉(zhuǎn)晶劑可生產(chǎn)出強(qiáng)度很高的α型半水硫酸鈣，據(jù)文獻(xiàn)其水膏比可低于30%，干燥抗壓強(qiáng)度高于20MPa。國(guó)內(nèi)外常用水熱法制造α型半水硫酸鈣。水熱法生產(chǎn)流程是:將粉狀無(wú)水硫酸鈣與加有化學(xué)轉(zhuǎn)晶劑的水溶液混合，所得漿料置于反應(yīng)釜中，在一定的溫度和壓力下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，即轉(zhuǎn)變成α型半水硫酸鈣。然后再經(jīng)壓濾或離心脫水，干燥和磨細(xì)，制得高強(qiáng)無(wú)水硫酸鈣粉。此法工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，生產(chǎn)能力較小，導(dǎo)致能耗和成本較高。我們從簡(jiǎn)化工藝，降低成本上考慮，研究設(shè)計(jì)了如下工藝流程:
天然二水硫酸鈣經(jīng)揀選清洗后，磨成過(guò)40目的細(xì)粉，將粉狀無(wú)水硫酸鈣與加有化學(xué)媒晶劑的水溶液混合，化成漿料在水池(或陶缸)內(nèi)浸泡24小時(shí)后，再將漿料(可濾去部分水溶液)裝在盤(pán)子里，分層置于蒸壓釜中，在0.3(T0.35MPa飽和蒸汽壓力下蒸壓加熱3?4小時(shí)后，關(guān)閉蒸汽降至常壓，立即打開(kāi)蓋子，將整盤(pán)無(wú)水硫酸鈣直接放入干燥室內(nèi)，在12(T1300C溫度下烘干，然后磨細(xì)，就可制得高強(qiáng)無(wú)水硫酸鈣粉。該工藝流程，取消了離心脫水設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減少投資，降低了成本，易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
[0019]采用本發(fā)明所述正交晶體硫酸鈣制造方法，在一個(gè)蒸壓釜中相繼完成蒸壓和干燥二道工序，既大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，也使生成的正交晶體硫酸鈣不會(huì)因裝卸、搬移而降溫轉(zhuǎn)化回到無(wú)水斜晶硫酸鈣。該工藝不需加任何轉(zhuǎn)晶劑，可降低成本取消了離心脫水設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減少投資，降低了成本，易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
[0020]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.正交晶體硫酸鈣制造方法，包括如下步驟: 步驟101將天然無(wú)水硫酸鈣分離成小塊狀，清洗干凈后，裝入蒸壓釜； 步驟102往蒸壓釜注水，使無(wú)水硫酸鈣全部浸泡在水中，并加熱； 步驟103加熱完成后，向蒸壓釜中鼓入熱空氣進(jìn)行干燥。
2.一種如權(quán)利要求1所述正交晶體硫酸鈣制造方法，其特征在于，所述步驟101天然無(wú)水硫酸鈣在蒸壓釜中是分層堆放。
3.—種如權(quán)利要求2所述正交晶體硫酸鈣制造方法，其特征在于，所述步驟101中分層堆放的層間距為5厘米，層厚度為20厘米。
4.一種如權(quán)利要求1所述正交晶體硫酸鈣制造方法，其特征在于，所述步驟102中反應(yīng)壓力為0.25-0.37Mpa，溫度為125-135攝氏度。
5.一種如權(quán)利要求1所述正交晶體硫酸鈣制造方法，其特征在于，所述步驟103中干燥溫度為130-140攝氏度。
6.一種如權(quán)利要求1所述正交晶體硫酸鈣制造方法，其特征在于，所述步驟101中將天然無(wú)水硫酸鈣分離的塊狀晶體塊度為3-5厘米。
【文檔編號(hào)】C01F11/46GK104418377SQ201310406335
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】冉駿 申請(qǐng)人:冉駿