[发明专利]一种用化学石膏制取α－半水石膏的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种α-半水石膏的工艺方法，具体涉及一种用化学石膏制取α-半水石膏的工艺方法。

背景技术

化学石膏也称工业副产石膏，是指工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙(含零至两个结晶水)为主要成分的副产品或废渣。磷肥化学肥料、复合肥料生产、燃煤锅炉烟道气石灰石发/石灰湿法脱硫、萤石用硫酸分解制氟化氢、发酵法制柠檬酸都会产生大量的化学石膏。化学石膏是一种非常好的再生资源，综合利用既有利于保护资源，又能节约能源和资源，符合我国可持续性发展战略。

目前制取α半水石膏的工艺方法按其脱水方法主要有两种：一种是在饱和蒸汽介质中进行脱水，即蒸压法。另一种是在某些酸类或盐类水溶液中脱水，即水热法。

蒸压法制取半水石膏的工艺方法在国内外应用的比较广泛，蒸压法是在饱和水蒸汽介质或液态水介质中热处理，发生脱水，脱去一个半的结晶水，形成半水石膏雏晶，在液态水包围环境中，雏晶很快溶解在液相中，当液相半水石膏浓度达到过饱和时，液态半水石膏即迅速结晶，形成结晶粗大的致密的α半水石膏晶体。蒸压法的一种工艺方法是将二水石膏块放置在金属网篮中，放进蒸压釜在1.5-3大气压中蒸煮6-8小时，然后再减压至常压取出金属网篮，进入干燥设备用过热蒸汽或烟道气单独干燥，使吸附水完全挥发(一般10小时以上)，取出冷却研磨。此种方法蒸压、干燥二步进行，这样不仅能耗大，而且经蒸煮好的α半水石膏在一定的压力环境下处于稳定相，可一旦通过降压降温以及处于大量的吸附水中是一个极不稳定的相，半水石膏会很快水化为二水石膏，产生次生石膏。一般选择的干燥温度远远大于理论干燥温度，目的是为了挥发游离水和为了部分水化的二水石膏有机会重新脱水生产半水石膏，但这就变成了β石膏变体，还造成能源的浪费。另一种工艺方法是将蒸压和干燥一起在同一设备中进行，二水石膏蒸煮脱水为半水石膏后，物料不出釜，然后通入热风进行干燥。但是由于釜内大小不均的石膏块堆积较密，热风很难均匀通过所有半水石膏块，导致部分半水物水化，生成次生二水石膏。蒸压法所存在的缺点是蒸压处理周期长，一般都会达到10-12小时，在很多情况下会生产可溶性硬石膏，燃料用量大，生产产量比较低，都是间歇式生产。

水热法制取α半水石膏是指二水石膏在某些酸类、盐类等水溶液中通过加热蒸煮而获得。而水热法通常分为常压法和高压法，常压法是在常压下在酸类或盐类水溶液中制取α半水石膏的方法，二水石膏在酸、盐溶液中随着酸、盐种类和浓度的不同，溶解度曲线也随之不同。由于酸类溶液具有一定的腐蚀性，所有在使用中受到一定的限制，在实际生产中常用的是盐类水溶液生产α半水石膏。将石膏投入到氯化钠(或其他盐类)的水溶液中另掺其他有机羟酸盐和无机盐配制复合转晶剂，搅拌均匀，恒温3-4小时，在热水中过滤、洗涤，干燥、粉磨配成。此种方法所需条件比较简单，但是生产周期比较长。此种方法应用于脱硫石膏制取α半水石膏在国内已经有所研究。另一种是高压法，将二水石膏加入含有转晶剂的水溶液中制成悬浮液，然后加压加热悬浮液，连续搅拌悬浮液，再经清滤，干燥、粉磨既得α半水石膏。国外水热法生产α半水石膏一般有不经干燥制取和经干燥制取α半水石膏两种。德国朱利尼公司曾经采用此方法应用于天然石膏，在蒸压釜内使二水石膏转变为半水石膏晶体，蒸压釜采用蒸汽加热，温度维持在110-120℃之间，经离心机脱水后产生含10-20％湿含量的滤饼。英国ICI公司曾经采用类似于德国朱利尼工艺流程生产α半水石膏，不同的是转化过程采用两个反应槽，料浆浓度为30％，在150-160℃温度下转化。国内采用液相转化法制取α半水石膏起步较晚，应用领域也在逐渐拓展。山东某企业采用此工艺方法应用于天然石膏，已进行实际生产。水热法制取α半水石膏，物料中含有大量游离的水，在物料处于一定的温度压强下，半水石膏是一个稳定的相，但一旦离开蒸压釜，不仅压力恢复至常压，温度也急剧下降，半水石膏很快产生水化，一般是采用离心脱水的方法分离物料和溶液，离心脱水后物料残余的游离水基本在10％-15％左右，此时不采取进一步干燥措施，半水石膏很快水化为二水石膏硬化体。干燥温度与时间非常重要，温度过高，时间过长都会使半水石膏脱水形成无水石膏，温度过低或时间过短导致半水石膏生成次生二水石膏，导致产品性能下降。

发明内容

本发明的目的时针对已有技术存在的问题，提供一种用化学石膏制取α-半水石膏的工艺方法，缩短工艺流程实现完全连续化生产，充分提高生产产量和原料的利用率，同时提高石膏粉的性能。

实现本发明目的的技术方案是：按如下步骤进行：