[发明专利]脱硫高强α型半水石膏的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及α型半水石膏的工业化生产领域，特别是涉及一种脱硫高强α型半水石膏的制备方法。

背景技术

高强度α型半水石膏是三大胶凝材料石膏中的高端产品，现阶段主要应用在模型和模具领域。以脱硫石膏为原料，采用水热法(也叫加压液相法)制备α型半水石膏的研究在国外早已开展，国外关于α型半水石膏的工业化生产的研究进展如下：1992年日本提出了吴羽法制备α型半水石膏的技术，它综合了添加转晶剂和晶种两方面的技术优点；欧洲采用Knauf工艺、POLCAL工艺和掺ABS法用排烟脱硫石膏(亦称化学石膏)制备α型半水石膏；德国BSH(Grenzebach BSH GmbH)公司具备20kt/a成套液相法/水热法制备α型半水石膏的工艺装备的制造能力。

低温条件下高强石膏的形成机理与特性研究是石膏理论中的一项前沿课题，国内关于α型半水石膏的工业化生产的研究进展如下：国内较早开展液相法-盐溶液法制备α型半水石膏研究的是武汉理工大学的岳文海教授，他首创了在常压酸介质中制备高强石膏的方法，首次在约90℃的盐介质中制得结晶形态良好、试体强度较高、呈短柱状的α型半水石膏晶体。东南大学江苏省土木工程材料重点实验室的段珍华等以电厂脱硫石膏为原料，采用动态水热法，通过搀加适量的晶形改良剂来调整工艺参数，成功生产出抗压强度为40～60MPa的高强α型半水石膏。沈阳建筑大学材料科学与工程学院的张巨松等进行了“转晶剂对脱硫石膏制备α型半水石膏形貌及强度的影响”研究，探讨α型半水石膏晶体在纯水、硫酸(盐)、有机酸盐介质水溶液中的生长习性，采用加压水溶液法，在0.18MPa的压力下进行水热处理，制得α型半水石膏晶体。宁夏建筑材料研究院开展了“脱硫石膏在常压盐溶液制备α型半水石膏的研究”。江汉大学化学与环境工程学院的胥桂萍等进行了“FGD石膏制α型半水石膏改性研究”，采用常压盐法制备高强α型半水石膏，并探索其影响因素。北京建筑材料科学研究所的潘利祥博士完成了应用烟气脱硫石膏液相法生产高强α型半水石膏粉的实验室各项数据实验。

山东金信新型建材有限公司(简称山东金信)引进德国BSH公司的技术和装备建设的40kt/a高强α型半水石膏生产线，是我国目前惟一一条具有世界先进水平的液相法生产线。该生产线均采用优选的高品位雪花石膏(天然石膏)为原料，存在成本高、加工过程复杂、能源消耗大的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种脱硫高强α型半水石膏的制备方法，能够有效降低成本、提高综合利用效率和经济效益，安全性高，操作简单，能够实现工业化、高产量生产高强α型半水石膏。

本发明提供的脱硫高强α型半水石膏的制备方法，包括以下步骤：A、将脱硫二水石膏与水混合，制备质量浓度为850～1400g/L的料浆，将料浆加热至60℃～80℃；B、采用质量百分比为1％～6％的马来酸酐作外加剂，向#1反应罐中加入热水、泵入料浆，并添加外加剂，控制液位为容积的35％，在温度为105℃～115℃、压力为0.2～0.4MPa下进行初步结晶，脱硫二水石膏分裂，自发生成晶核；C、晶核形成后保持压力为0.2～0.4MPa，继续泵入料浆，控制液位为容积的60％～70％，调节温度为120℃～130℃，脱硫二水石膏分裂，添加外加剂，分裂的石膏晶体向晶核聚拢，进行再结晶；D、继续泵入料浆到#1反应罐，使液位达到容积的90％，调整外加剂的质量，保持温度在110℃～130℃，压力为0.2～0.4MPa，对再结晶得到的石膏晶体进行修复，修复完成后浆液输送到#2反应罐；E、控制#2反应罐的温度为120℃～130℃、压力为0.1～0.4MPa，进行石膏晶体提纯，提纯后的浆液进入离心脱水机进行晶体分离，得到半水石膏，干燥后得到成品脱硫α型半水石膏粉状晶体颗粒。

在上述技术方案中，步骤A中制备质量浓度为1050g/L的料浆。

在上述技术方案中，步骤A中将料浆加热至80℃。

在上述技术方案中，步骤B中调配质量百分比为2.5％的马来酸酐作为外加剂。

在上述技术方案中，步骤B中调配质量百分比为3％的马来酸酐作为外加剂。

在上述技术方案中，步骤B中调配质量百分比为5％的马来酸酐作为外加剂。

在上述技术方案中，步骤B中初步结晶的温度为105℃。

在上述技术方案中，步骤B中初步结晶的压力为0.4MPa。

在上述技术方案中，步骤C中晶核形成后保持压力为0.4MPa。

在上述技术方案中，步骤C中控制液位为容积的60％。