一種磷石膏制備高強α半水石膏的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物綜合利用領域，具體涉及一種磷石膏制備高強a半水石 膏的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] a半水石膏，國際上通稱為高強度石膏，其主要特點為，基礎抗壓強度可達 40-60MPa，甚至達lOOMPa。目前國內普遍使用的石膏材料為使用煅燒方法制備的0半水石 膏，也稱"建筑石膏"，其基礎強度僅在5-10MPa左右。
[0003] a型半水石膏一般認為屬于三方晶系、層狀結構。二水石膏轉變?yōu)榘胨鄷r 要發(fā)生兩類變化：一是在兩個離子層之間的水分子失去3/4 ;二是Ca2+與S042-彼此錯開。 a型半水石膏與0型半水石膏只是石膏脫水相一個系統(tǒng)中的2個極端相，二者在微觀結 構即原子排列的精細結構上沒有本質的差別，但是作為石膏膠凝材料，其宏觀性能相差很 大。a型半水石膏水化速度慢、水化熱低、需水量小、硬化體結構密實、強度高，0型半水石 膏則恰好相反。
[0004] a型半水石膏是以蒸壓法、水熱法等在濕熱環(huán)境下由二水石膏脫水而生成。不同 于普通建筑石膏（0型半水石膏)，其制品具有高強、輕質、隔熱、防火、無污染、使用壽命長 等許多特點。作為制模材料，a型半水石膏制品可以大大提高陶瓷工業(yè)所用的各種成型模 具和精密冶金及機械加工所用的各種鑄造模型的技術性能與使用壽命；a半水石膏又是 一種新穎的功能型活性填料，用于制造高強度的工程塑料、工程橡膠等產品，是高檔的裝飾 裝修材料和優(yōu)質的建筑用原料。但由于國外對一些關鍵技術的嚴格保密，我國現行生產工 藝復雜，設備投資大，生產成本高，售價高等使它的應用受到限制。優(yōu)質的a型半水石膏高 性能模具石膏其價格高達1〇〇〇元/噸左右，目前該產品還主要依賴于進口。目前用磷石膏 制備a型半水石膏工業(yè)化尚未見報道。
[0005] 我國是一個化學石膏資源十分豐富的國家，特別是存在大量磷石膏、氟石膏、脫硫 石膏等化學石膏。開發(fā)高性能石膏膠凝材料，替代目前的主導墻體材料，由于其具有重量 輕，可調節(jié)環(huán)境濕度、阻燃，保溫隔熱性能好，能降低建筑能耗，特別是具有完全可循環(huán)利用 的綠色建材特點等一系列優(yōu)點，已成為規(guī)?；酶鞣N磷石膏類化學石膏的有效途徑。
[0006] 1、a半水石膏的形成機理 a半水石膏是石膏在飽和蒸汽或水溶液環(huán)境中脫去1.5個結晶水制備出的半水石膏， 其形成機理尚無定論，目前主要有三種觀點：多數學者認為在加熱水蒸氣壓力下按溶解析 晶機制形成。V.Statava認為二水石膏轉變?yōu)閍半水石膏的初期，按局部化學反應機理進 行，而后期則按溶解析晶機理進行。A彼列捷爾則認為二水石膏先分解成無水硫酸鈣和 游離水，當后來結合水分子時，才生成粗大、密實的結晶a半水石膏。從近幾年的研宄成果 看，溶液法是主要方向，增加二水石膏溶解度，促進半水石膏晶體重新生成及晶形控制方面 的研宄有了一定的突破。
[0007] 其主要反應方程式如下：
【主權項】
1. 一種磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于按如下步驟進行： (1) 將磷石膏、預處理添加劑、水、轉晶劑混合，攪拌均勻，陳化處理1-2天后在壓力為 2-20Mpa條件下將混合物壓制成球，其中預處理添加劑的添加量是磷石膏質量的1%-4%，水 的添加量為磷石霄質量的6%_12% ; (2) 將成球物料置于密閉蒸壓釜內，采用110°C -180°C的高溫飽和水蒸汽在壓力 0. 11-0. 6Mpa下進行處理l-6h，降溫降壓后采用熱空氣加熱烘干反應產物，收集產物后粉 磨即得高強a半水石膏。
2. 根據權利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于：預處理添加 劑為CaO。
3. 根據權利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法，其特征在于：轉晶劑為檸 檬酸鈉和硫酸鋁的混合物，檸檬酸鈉、硫酸鋁的添加量分別為磷石膏質量的〇. 〇1%_〇. 1%。
4. 完成權利要求1所述磷石膏制備高強a半水石膏的方法的蒸壓釜，其特征在于：蒸 壓釜包括釜體（1)、送風/蒸汽口（2)、送風管（6)、出風口（3)，釜體（1) 一端或兩端設置有 釜蓋（4)，釜體（1)內沿進料方向安裝有3排送風管（6 )，每排送風管（6 )由3根以上的送風 支管（7)組成，送風/蒸汽口（2)通過管道與每排送風管（6)中的送風支管連通，出風口（3) 設置在釜體（1)上，釜體（1)上設置有安全連鎖電磁閥（5 )，釜體（1)內底部設置有原料輸送 軌道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷石膏制備高強α半水石膏的方法，該方法將磷石膏、預處理添加劑、水、轉晶劑混合，攪拌均勻，陳化處理后制球，然后在蒸壓釜中完成蒸養(yǎng)和干燥，制得高強α半水石膏，該方法工藝流程簡單，易于工業(yè)化，可大量利用消耗磷石膏，且轉化率高，同時提供了一種能實現蒸養(yǎng)與烘干一體化的蒸壓釜，能較好地制備α半水磷石膏并產出優(yōu)質建筑材料或墻體材料。
【IPC分類】C04B11-26
【公開號】CN104628274
【申請?zhí)枴緾N201410721543
【發(fā)明人】李建錫
【申請人】昆明理工大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月3日