[发明专利]一种废弃氟石膏的活性激发技术

说明书

技术领域

本发明属固体废弃物资源化处理领域，特别是涉及一种化学工业副产品氟石膏资源化改性处理方法，改性后氟石膏与火电厂粉煤灰综合应用于水泥缓凝剂和道路修补行业中。 

背景技术

废弃氟石膏作为资源在工业生产中的综合利用，在欧美已经很长时间，并实现了资源化。我国在废弃氟石膏的综合利用方面尚处于起步阶段。氟石膏是硫酸法生产氢氟酸时排放的工业废渣，氟石膏的主要成分为无水硫酸钙，一般情况下其CaSO₄含量达到90％以上。但是，氟石膏(CaSO₄)属于无水II型石膏，难溶于水、水化缓慢、凝结能力差，且不具有早期强度等，不经处理，难以利用。 

湖南有色湘乡氟化学有限公司是目前全球最大的氟化学品生产企业，现有废弃氟石膏约450万吨，且每年还有约12万吨新氟石膏产生，据初步调查全国有3000多万吨废弃氟石膏未被利用。随着铝工业、氟化工和有机工业的迅速发展，对氢氟酸和氟化盐的需求量增加很快，副产品氟石膏也相应增加。大量废弃氟石膏的堆放，不但占用农、林用地，而且影响周边农作物和水资源。 

目前，氟石膏的改性方法主要为物理法改性和化学法改性，改性后的氟石膏主要用于水泥添加剂及建筑制品。市场上出现的氟石膏改性产品较改性前的性能有了很大提高，但使用过程中存在很多不足，如凝结时间过长，大多耐水性能差，水泥强度满足不了高强度要求，并且作为水泥缓凝剂的量必须控制在3％左右时才不影响水泥性能，故掺量较低，而且改性成本较高。因此，现有方法仍然没有很好地解决氟石膏的综合利用问题。 

发明内容

本发明目的在于克服存在的上述缺点，研发一种以废治废的新型氟石膏改性技术，以解决氟石膏改性成本高、利用率低以及改性氟石膏性能不能满足相关要求导致的应用领域窄的技术问题。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：废弃氟石膏资源化改性处理的方法，其特征是由如下步骤实现： 

①改性液的制备：将酸性废渣用热水水洗，回收水洗液，进行冷却、过滤和加热处理，在自然条件下冷却后便得到自制酸性改性液； 

②原材料的处理：堆场的废弃氟石膏经测试呈碱性(PH＝8.89)，原因是废弃氟石膏中含有未反应完的生石灰，加入自制的酸性改性液，强力搅拌3～5min，保持氟石膏呈弱酸性(PH＝6.0～6.5)，然后将处理后的氟石膏置于电热干燥箱中，在105℃恒温下2h后取出， 于空气中自然冷却； 

③原料的选取：经酸性改性液处理后的氟石膏中加入保水剂和半水石膏，各组分所占总质量百分比为： 

氟石膏：92％～96％  保水剂：0.3％～0.5％  半水石膏：3％～5％  K₂SO₄：0.5～1.5％，按质量比称取各物料待用； 

④搅拌混合：将中和后的氟石膏和保水剂在搅拌机中进行预混合1～2分钟，加水搅拌3～5分钟，水的用量占混合干物料的质量百分比15～25％，搅拌完成后养护4～6天，然后放入电热鼓风恒温干燥箱干燥，温度150℃，时间3h，将干燥后的改性产品加入助磨剂K₂SO₄后，用球磨机粉磨，细度控制在240目筛余量小于3％，加入3％～5％半水石膏，混合均匀后即得改性氟石膏。 

⑤改性后氟石膏和粉煤灰混合应用于水泥生产和道路修补行业，测试相关性能。 

所述的氟石膏资源化改性处理的方法，其特征是：所述的酸性改性液含有K、Al等可溶性无机盐，且PH值在5左右，所述的助磨剂不仅有一定的助磨作用，同时对氟石膏有激发活性的效果；所述氟石膏的粉磨细度为240目筛余量小于3％。 

本发明的特点是原料组成合理，方法简单、科学，所得的改性氟石膏能完全代替天然二水石膏作水泥缓凝剂，其加入量可提高到水泥重量的6％，能降低了水泥成本，而且与天然二水石膏相比，所生产的水泥强度略有上升。还可与粉煤灰大掺量综合应用于道路修补行业中。本发明改性后氟石膏基本性能对比如表1所示。 

表1  改性后氟石膏基本性能 

采用该技术生产出的新型改性氟石膏产品的优势是： 

(1)以废治废，变废为宝，得到国家节能减排政策的支持； 

(2)拥有用废弃氟石膏改性生产优质氟石膏的自主知识产权，产品生产全过程绿色环保，产品无毒无害，性能优良； 

(3)与天然石膏及脱硫石膏比较具有低成本高附加值的优势和很强的市场竞争力。 

附图说明

附图给出本新型氟石膏改性技术改性后的氟石膏扫描电镜照片：