專利名稱：檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檸檬酸生產(chǎn)中廢渣——硫酸鈣的再生利用，特別是以此廢渣為原料，生產(chǎn)β型半水石膏的方法。
背景技術(shù)：
鈣鹽法生產(chǎn)檸檬酸，伴有大量糊狀硫酸鈣廢渣產(chǎn)生，一般生產(chǎn)一噸檸檬酸約產(chǎn)生硫酸鈣廢渣1.8噸。為消除此類工業(yè)廢渣對環(huán)境的污染，及資源的浪費，人們開展對硫酸鈣廢渣再生利用研究，如中國專利97105654.4公開的利用檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)石膏系列產(chǎn)品的方法，經(jīng)過不同邊界條件下脫水、烘干或蒸煮、研磨，或者脫水后風(fēng)干等處理，分別生產(chǎn)α石膏、β型石膏粉和用于水泥生產(chǎn)緩凝劑等。其中生產(chǎn)β型石膏粉方法為首先將糊狀硫酸鈣廢渣注入離心脫水機(jī)內(nèi)脫水生成生石膏，再將生石膏放入烘干機(jī)內(nèi)在150～300℃溫度下加熱烘干至塊狀，研磨得到細(xì)度為300目～350目β型粉狀石膏。此法所得β型粉狀石膏，強(qiáng)度低，2小時抗折強(qiáng)度一般只有1.6Mpa左右，適用范圍狹窄，只能用于建筑粉刷石膏。再如中國專利97119476.9公開的利用檸檬酸石膏廢渣硫酸鈣生產(chǎn)α型半水石膏粉工藝方法，石膏廢渣經(jīng)預(yù)處理后，使其含水率達(dá)到8-30％，送人蒸壓釜在105-130℃，壓力1.3-2.0MPa下，持續(xù)6-10小時，進(jìn)行晶體結(jié)晶，粉碎后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在130-170℃溫度脫水，粉磨得到α型半水石膏粉。該法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，回收利用成本高。另外，由于檸檬酸硫酸鈣廢渣含有一定量呈黃色的檸蒙酸鈣，上述方法所得石膏粉呈黃色，白度差，給利用帶來限制。因此仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，所得β型半水石膏強(qiáng)度高，白度好的檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法。
本發(fā)明檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，特征在于廢渣硫酸鈣，預(yù)處理脫水至含水量35％以下，經(jīng)145-170℃烘烤脫水至含水量4.0-7％，按100份脫水硫酸鈣，加0.1-1份酒石酸、0.1-1％份過硼酸鈉、0.3-1份減水劑，均勻混合。
本發(fā)明中，所說預(yù)處理脫水，主要作用是方便后續(xù)烘烤脫水，并且可以降低烘烤能源消耗，只要含水量低于35％即可進(jìn)入烘烤脫水。所說烘烤脫水至含水量4.5-7％，也是試驗比較結(jié)果選擇范圍，同樣并非數(shù)學(xué)精確區(qū)間。試驗表明脫水含水量過高，會有生石膏存在，也會降低其強(qiáng)度，影響使用；脫水含水量過低，會使石膏向無水石膏轉(zhuǎn)化，也會造成強(qiáng)度降低，這不僅是不希望的，而且還增加了脫水烘烤能耗。
所說烘烤脫水制β型半水石膏，烘烤溫度與所得半水石膏初凝及強(qiáng)度相關(guān)。脫水溫度過低，則會使所得β型半水石膏初凝快(初凝時間短)，給成型使用帶來不方便，并且石膏強(qiáng)度低，一般強(qiáng)度在1.6Mpa左右；烘烤脫水溫度過高，一會轉(zhuǎn)變成無水石膏，二是初凝慢(初凝時間長)，甚至有可能不凝固，同樣給使用帶來不方便，并造成適應(yīng)性范圍降低，三是強(qiáng)度也較低，一般在2.0Mpa以下；本發(fā)明在試驗基礎(chǔ)得出烘烤溫度在145-170℃，為試驗選擇恰當(dāng)范圍，并非數(shù)學(xué)精確區(qū)間，此溫度范圍所得β型半水石膏，初凝時間在2-15分鐘，滿足使用要求，2小時抗折強(qiáng)度(以下簡稱強(qiáng)度)可達(dá)2-4.5Mpa。如果對強(qiáng)度要求偏低(如制作線條、石膏板、注漿模)、而要求初凝時間快，則烘烤溫度可低一些，如145-155℃；如果強(qiáng)度要求高(如作模型石膏)、初凝時間長，烘烤溫度宜高一些如155-170℃。烘烤脫水，一種較好方式是在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，有利于烘烤均勻，脫水快。
均勻混合，一種較好是采用破碎混合，一有利于微量添加物混合均勻，二可以進(jìn)一步提高細(xì)度。
加入酒石酸，試驗表明可以促進(jìn)所得β型半水石膏的粉化，不僅有利于改善細(xì)度，可以獲得細(xì)度高達(dá)200-400目的石膏細(xì)粉，而且還有助于增加所得石膏的稠度，起到增韌作用，也有利于提高抗折強(qiáng)度，對比試驗表明沒加酒石酸，強(qiáng)度在1.6Mpa左右，添加酒石酸，強(qiáng)度可達(dá)2-4.5Mpa；此外，還具有調(diào)節(jié)石膏初、終凝時間作用，加入量多則初終凝快，加入量少則初終凝慢。同樣本發(fā)明所述加入量范圍，是試驗得到恰當(dāng)區(qū)間，并非數(shù)學(xué)極值，但加入量過低則改性效果不明顯，加入量過高反而會降低強(qiáng)度。
加入過硼酸鈉，主要作用是中和硫酸鈣中含有微量黃色檸蒙酸鈣，起到脫色作用，使所得半水石膏呈白色。同樣，此加量范圍為試驗恰當(dāng)值，如果加入量過少，則脫色效果不明顯，加入量過多，也會降低所得石膏強(qiáng)度。
加水減水劑，不僅可以降低使用時加水量，而且也具有提高強(qiáng)度作用，對比試驗表明如果不加減水劑，強(qiáng)度只有2.5Mpa左右，加后強(qiáng)度可達(dá)到2.5-4.05Mpa?；炷劣脺p水劑在本發(fā)明中均可使用，但比較試驗進(jìn)一步表明，萘系減水劑(superplasticizre)(甘肅慕湖外加劑有限公司生產(chǎn))，增強(qiáng)效果更好。
本發(fā)明方法所得β型半水石膏粉，具有韌性好、強(qiáng)度高，2小時抗折強(qiáng)度可以達(dá)到2.5-4.5Mpa，烘干強(qiáng)度則可達(dá)到5-10Mpa；白度好，白度可以達(dá)到93.8以上，適用范圍廣；體積密度小，密度只有0.7g/cm3，所得制品表面光潔，并且還有利于提高強(qiáng)度；吸水性好、吸水率高，吸水率可以達(dá)到25-30％，重復(fù)使用次數(shù)多，例如用作陶瓷石膏模，可以重復(fù)使用35次左右。本發(fā)明方法，既消除了廢渣污染環(huán)境的不足，又可以變廢為寶，使資源得到充分利用，并且所得β型半水石膏性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍寬，可以滿足各種使用需求。本發(fā)明所得石膏粉加入滑石粉，凝固時間極長(例如5小時)，而市售天然石膏制得的β型半水石膏，加入滑石粉，凝固時間則不變，可以用以區(qū)別本發(fā)明方法所得β型半水石膏粉及天然石膏制得的β型半水石膏。
以下結(jié)合幾個具體實施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式實施例1將鈣鹽法生產(chǎn)檸檬酸伴生廢渣硫酸鈣，經(jīng)自然堆放脫水至含水率30％左右，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)145℃烘烤脫水至含水量約為6-7％；按100份脫水硫酸鈣，加0.3份酒石酸、0.3份過硼酸鈉、0.5份MNC-A5早強(qiáng)減水劑(甘肅慕湖外加劑有限公司生產(chǎn))，粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，白度93.8，積密度0.7g/cm3，初凝為5分鐘，終凝12分鐘，2小時抗折強(qiáng)度2.5MPa，吸水率25％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)25次。
實施例2將廢渣硫酸鈣，經(jīng)板框壓濾脫水至30％，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)155℃烘烤脫水至含水量約為5-6％，按100份脫水硫酸鈣，加0.5份酒石酸、0.5份過硼酸鈉、0.7份FDN萘系高濃度減水劑(甘肅慕湖外加劑有限公司生產(chǎn))粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，白度93.8，積密度0.7g/cm3，初凝8分鐘，終凝20分鐘，2小時抗折強(qiáng)度3.0MPa，吸水率30％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)30次。
實施例3將廢渣硫酸鈣，預(yù)脫水至含水量35％左右，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)165℃烘烤脫水至含水量約為4-5％，按100份脫水硫酸鈣，加0.8份酒石酸、0.9％份過硼酸鈉、0.8份AK型脂肪族系減水劑(甘肅慕湖外加劑有限公司生產(chǎn))粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，白度93.8，積密度0.7g/cm3，初凝12分鐘，終凝25分鐘，2小時抗折強(qiáng)度3.8MPa，吸水率30％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)35次。
比較例1將廢渣硫酸鈣，預(yù)脫水至含水量30％左右，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)145℃烘烤脫水至含水量約為6-7％，按100份脫水硫酸鈣，加0.3％份過硼酸鈉粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，白度93.8，積密度0.7g/cm3，初凝30分鐘，終凝60分鐘，2小時抗折強(qiáng)度1.4MPa，吸水率20％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)12次。
比較例2將廢渣硫酸鈣，預(yù)脫水至含水量30％左右，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)145℃加烘烤水至含水量約為6-7％，按100份脫水硫酸鈣，加0.3份酒石酸、0.5份MNC-A5早強(qiáng)減水劑(甘肅慕湖外加劑有限公司生產(chǎn))粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，呈淡黃色，積密度0.7g/cm3，初凝5分鐘，終凝12分鐘，2小時抗折強(qiáng)度2.5MPa，吸水率25％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)25次。
比較例3將廢渣硫酸鈣，預(yù)脫水至含水量30％左右，送入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)145℃烘烤脫水至含水量約為6-7％，按100份脫水硫酸鈣，加0.3份酒石酸、0.3％份過硼酸鈉粉碎混合均勻。得到的β型半水石膏粉，白度93.8，積密度0.7g/cm3，初凝8分鐘，終凝15分鐘，2小時抗折強(qiáng)度2.0MPa，吸水率20％，用作陶瓷石膏模，使用次數(shù)20次。
權(quán)利要求
1.檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，特征在于廢渣硫酸鈣，預(yù)處理脫水至含水量35％以下，經(jīng)145-170℃烘烤脫水至含水量4.0-7.0％，按100份脫水硫酸鈣，加0.1-1份酒石酸、0.1-1％份過硼酸鈉、0.3-1份減水劑，均勻混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，其特征在于所說減水劑為萘系減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，其特征在于所說烘烤脫水在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，其特征在于均勻混合為破碎混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述檸檬酸工業(yè)廢渣生產(chǎn)β型半水石膏的方法，其特征在于破碎混合為添加外加劑后破碎混合。
全文摘要
本發(fā)明是對檸檬酸生產(chǎn)中硫酸鈣廢渣再生利用，生產(chǎn)β型半水石膏方法的改進(jìn)，其特征為廢渣硫酸鈣，預(yù)處理脫水至含水量35％以下，經(jīng)145－170℃烘烤脫水至含水量4.0－7.0％，按100份脫水硫酸鈣，加0.1－1份酒石酸、0.1－1％份過硼酸鈉、0.3－1份減水劑，均勻混合。所得β型半水石膏強(qiáng)度高，2小時抗折強(qiáng)度2.5－4.5MPa，烘干強(qiáng)度5－10MPa；白度可以達(dá)到93.8以上；體積密度小只有0.7g/cm
文檔編號C04B11/028GK101028967SQ200710019639
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者賀漢民, 史岳明 申請人:宜興美地建材有限公司