CN101475328A - 石膏转晶激发剂及在盐石膏生产建筑石膏中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏转晶激发剂及在盐石膏生产建筑石膏中的应用，石膏转晶激发剂按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾20％～40％，柠檬酸钠0.05％～0.3％，硫酸钠20％～40％，碳酸钠20％～40％；石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用的步骤为：将盐石膏浆分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏；(2)加入水和石膏转晶激发剂，转晶；(3)过滤，加水洗涤、过滤，得到二水石膏；(4)经干燥、煅烧后获得建筑石膏。通过在盐石膏中加入石膏转晶激发剂，使无水石膏转化为二水石膏，并使其颗粒长大，改善过滤、洗涤条件，显著提高过滤设备生产能力，减少母液的夹带量，再经干燥、煅烧，使盐石膏转化为建筑石膏。

Description

石膏转晶激发剂及在盐石膏生产建筑石膏中的应用

技术领域

本发明涉及无机化学工程中盐业化工的技术领域，更具体地说，是涉及一种石膏转晶激发剂及在盐石膏生产建筑石膏中的应用。

背景技术

石膏与水泥、石灰并列为当今三大胶凝材料，在建筑业得到广泛应用。石膏与传统的建筑材料相比，具有很多优良性能，无论在节约能源、土地、木材、人力资源方面，还是在环境保护、防火、防震方面均首屈一指，被国际上公认为节能型绿色建材。

按照我国墙体改革的要求石膏建筑制品要占建筑材料的60％左右(目前仅占10％左右)。按此计算我国石膏需求量就将达1600万t；为此我国的石膏工业今后还必须要有相当的发展，才能满足中国经济建设和人民生活增长的需要，其发展前景十分广阔。

我国是石膏资源大国，但也是质量穷国，优质石膏只占总储量的8％。同时，石膏是不可再生资源，因此必须重视石膏行业里的循环经济，减少工业发展对石膏矿产资源的过分使用。而利用工业石膏废渣代替部分或全部天然资源，是实现可持续发展战略目标的客观需要。

盐石膏是以地下卤水、石膏型岩盐水采卤及海水等含硫酸钙原料多效蒸发真空制盐过程产生的废渣。预计到2010年我国石膏型卤水真空制盐生产能力将达到800万吨以上，而每生产100万吨盐同时产生盐石膏废渣2万吨左右，为此我国每年副产石膏废渣16万吨以上。

多效蒸发制盐过程中石膏通常以三种不同的形态CaSO₄·2H₂O(CSD)、CaSO₄·1/2H₂O(CSH)、CaSO₄(CSA)析出。理论上温度在82℃以上的结晶形态为无水石膏；温度在53℃以下的结晶形态为二水石膏；温度在53℃～82℃之间的结晶形态则以半水石膏为主。实际上，目前真空制盐厂随母液排出的石膏为几种石膏形态的混合物，而大部分为无水石膏。另一方面由于蒸发制盐过程中蒸发速率高，析出的石膏粒度很小，约为4～5μm，使石膏的洗涤分离非常困难，分离后的石膏不仅含水量大，而且使石膏的含盐(氯化钠)量高达7～12％，无法直接利用。为此目前各真空制盐厂大多直接排放，既造成对周围环境的严重污染，又造成资源(包括卤水和石膏)的极大浪费。此种盐石膏需通过激发转晶使石膏的粒度增大方能进行有效的分离纯化，才能再进行加工利用。而至今盐石膏的有效分离、开发利用技术仍为空白。

目前真空制盐厂对于盐石膏的初步处理方法有压滤法，离心沉降法，离心过滤法。但各种处理方式都不同程度的存在一定问题：如板框压滤机单位过滤面积的生产能力小，设备数量多，操作周期长，工人劳动强度大；离心沉降法虽然生产能力大，但石膏含水(卤水)高达30％～40％，含盐量达10～12％；离心过滤法中石膏的含水量低(一般为10％左右)，但离心机的操作周期长，生产能力小，电耗高。以上所有分离方式的共同缺点是盐石膏中氯化钠的含量过高无法利用，且处理成本高。为此许多企业违规直接排放，一方面带失大量母液(卤水)，造成原料(卤水)的大量浪费，另一方面造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种能使含盐石膏(无水硫酸钙)转化为二水石膏，并使其颗粒长大(粒度增大)，从而改善过滤、洗涤的条件，显著提高过滤设备的生产能力，同时减少母液的夹带量，降低石膏中的含盐量的石膏转晶激发剂。

本发明的第二个目的是提供一种石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾20％～40％，柠檬酸钠0.05％～0.3％，硫酸钠20％～40％，碳酸钠20％～40％。

所述硫酸钾优选36％。

所述柠檬酸钠优选0.1％。

所述硫酸钠优选36％。

所述碳酸钠优选28％。

石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为20％～50％；

(2)加入水和石膏转晶激发剂，所述水的加入量为含水盐石膏质量的30％～40％，所述石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的0.1％～2％，在搅拌下激发转晶30～60小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤，得到二水石膏；(二水石膏可以作为水泥缓凝剂)；

(4)二水石膏经干燥、煅烧后获得建筑石膏。

步骤(1)所述分离可以采用常规方法分离，优选板框压滤分离、重力沉降分离或离心沉降分离。

步骤(2)所述石膏激发转晶时间优选40～48小时。

步骤(3)所述加水洗涤、过滤的次数为1～2次，每次洗涤加水量为固相质量的30％～50％。

步骤(4)煅烧的温度优选180～200℃。

本发明的优点是：

通过在含水盐石膏中加入石膏转晶激发剂，使无水石膏(无水硫酸钙)转化为二水石膏，并使其颗粒长大(粒度增大)，无水石膏的一次转晶率达90％以上，使石膏的平均粒径从原来的4～6μm增大至20μm～50μm，从而改善过滤、洗涤的条件，显著提高过滤设备的生产能力，同时减少母液的夹带量，降低石膏中的含盐量，再通过洗涤、过滤，使石膏的含盐量降低至0.2％以下，再经干燥、煅烧，使盐石膏转化为建筑石膏产品，产品符合中华人民共和国国家标准GB/T 9776—2008《建筑石膏》(将于2009年4月1日实施)的要求，使之变废为宝，减少对环境的污染。

附图说明

图1为盐石膏生产建筑石膏工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾36％，柠檬酸钠0.1％，硫酸钠36％，碳酸钠27.9％。

实施例2

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾31.8％，柠檬酸钠0.2％，硫酸钠40％，碳酸钠28％。

实施例3

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾39.95％，柠檬酸钠0.05％，硫酸钠40％，碳酸钠20％。

实施例4

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾20％，柠檬酸钠0.1％，硫酸钠40％，碳酸钠39.9％。

实施例5

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾30％，柠檬酸钠0.1％，硫酸钠39.9％，碳酸钠30％。

实施例6

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾40％，柠檬酸钠0.3％，硫酸钠20％，碳酸钠39.7％。

实施例7

一种石膏转晶激发剂，按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾39.7％，柠檬酸钠0.3％，硫酸钠20％，碳酸钠40％。

实施例8

石膏转晶激发剂在盐石膏生产水泥缓凝剂的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆经重力沉降分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为30％；

(2)加入水和实施例1制备的石膏转晶激发剂，所述水的加入量为含水盐石膏质量的35％，所述石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的1％，在搅拌下激发转晶30小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤，每次洗涤加水量为固相质量的30％，得到二水石膏，二水石膏可直接作为水泥缓凝剂进行应用。

实施例9

石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆经板框压滤分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为30％；

(2)加入水和实施例1制备的石膏转晶激发剂，水的加入量为含水盐石膏质量的30％，石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的1％，在搅拌下激发转晶48小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤2次，得到二水石膏；二水石膏的含盐量降低至0.2％以下；

(4)二水石膏经干燥、190℃煅烧后获得建筑石膏。

无水石膏的一次转晶率达90％以上，使石膏的平均粒度从原来的4～6μm增大至30μm～50μm。

建筑石膏符合中华人民共和国国家标准GB/T9776—2008《建筑石膏》的要求。

实施例10

石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆经重力沉降分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为20％；

(2)加入水和实施例2制备的石膏转晶激发剂，水的加入量为含水盐石膏质量的40％，石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的0.1％，在搅拌下激发转晶40小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤，加水量为固相质量的30％，得到二水石膏；二水石膏的含盐量降低至0.2％以下；

(4)二水石膏经干燥、180℃煅烧后获得建筑石膏。

无水石膏的一次转晶率达90％以上，使石膏的平均粒度从原来的4～6μm增大至20μm～50μm。

建筑石膏符合中华人民共和国国家标准GB/T9776—2008《建筑石膏》的要求。

实施例11

石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆经离心沉降分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为40％；

(2)加入水和实施例3制备的石膏转晶激发剂，水的加入量为含水盐石膏质量的30％，石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的2％，在搅拌下激发转晶60小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤，加水量为固相质量的50％，得到二水石膏；二水石膏的含盐量降低至0.2％以下；

(4)二水石膏经干燥、200℃煅烧后获得建筑石膏。

无水石膏的一次转晶率达90％以上，使石膏的平均粒度从原来的4～6μm增大至20μm～50μm。

建筑石膏符合中华人民共和国国家标准GB/T 9776—2008《建筑石膏》的要求。

实施例12

石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆经重力沉降分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为50％；

(2)加入水和实施例4制备的石膏转晶激发剂，水的加入量为含水盐石膏质量的35％，石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的0.8％，在搅拌下激发转晶40小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤2次，每次加水量为固相质量的40％得到二水石膏；二水石膏的含盐量降低至0.2％以下；

(4)二水石膏经干燥、180℃煅烧后获得建筑石膏。

无水石膏的一次转晶率达90％以上，使石膏的平均粒度从原来的4～6μm增大至20μm～50μm。

建筑石膏符合中华人民共和国国家标准GB/T9776—2008《建筑石膏》的要求。工艺流程

从制盐系统排出的石膏浆首先经常规分离方法分离除去氯化钠水溶液(含盐母液)得到含水盐石膏，氯化钠水溶液返回制盐系统，含水盐石膏转入搅拌槽，加入水、石膏转晶激发剂进行转晶，转晶完成后的料浆进行过滤，滤液(母液)部分返回转晶过程，部分回矿山或制盐系统，固相可以直接作为水泥缓凝剂出售，也可加水洗涤，过滤得到二水石膏，二水石膏再经干燥、煅烧后即为建筑石膏产品。

Claims (10)

1.一种石膏转晶激发剂，其特征是按质量百分比由下述组分组成：硫酸钾20％～40％，柠檬酸钠0.05％～0.3％，硫酸钠20％～40％，碳酸钠20％～40％。

2.根据权利要求1所述的一种石膏转晶激发剂，其特征是所述硫酸钾为36％。

3.根据权利要求1所述的一种石膏转晶激发剂，其特征是所述柠檬酸钠为0.1％。

4.根据权利要求1所述的一种石膏转晶激发剂，其特征是所述硫酸钠为36％。

5.根据权利要求1所述的一种石膏转晶激发剂，其特征是所述碳酸钠为28％。

6.石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，其特征是包括下述步骤：

(1)将盐石膏浆分离除去氯化钠水溶液后得到含水盐石膏，所述含水盐石膏含水质量为20％～50％；

(2)加入水和权利要求1至5之一的石膏转晶激发剂，所述水的加入量为含水盐石膏质量的30％～40％，所述石膏转晶激发剂的加入量为水及含水盐石膏质量总和的0.1％～2％，在搅拌下激发转晶30～60小时；

(3)过滤，固相加水洗涤、过滤，得到二水石膏；

(4)二水石膏经干燥、煅烧后获得建筑石膏。

7.根据权利要求6所述的石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，其特征是步骤(1)所述分离为板框压滤分离、重力沉降分离或离心沉降分离。

8.根据权利要求6所述的石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，其特征是步骤(2)所述激发转晶时间为40～48小时。

9.根据权利要求6所述的石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，其特征是步骤(3)所述加水洗涤、过滤的次数为1～2次，每次洗涤加水量为固相质量的30％～50％。

10.根据权利要求6所述的石膏转晶激发剂在盐石膏生产建筑石膏中的应用，其特征是步骤(4)煅烧的温度为180～200℃。

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