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开辟石膏综合利用新途径

来源:磊鑫石膏 发布时间:2016-02-03 09:22:15 点击次数:1051次

我国石膏资源居世界第一位,现在探明保有储量约570亿吨,更有相当一批资源因勘探程度低尚未发现,石膏矿产远景储量更是十分可观。而石膏建材加工过程中热处理温一般低于500℃,远远低于水泥、红砖生产中的煅烧温度。石膏深加工能耗低,投资少,见效快,效益高,工艺简单,企业规模可大可小。其深加工产品的胶凝性、可塑性、防火、隔音、抗静电、调节室内干湿度、轻质等等特征,使得石膏制品可以广泛地应用于建材领域———墙体材料、抹灰及装饰材料。而目前,我国水泥作为建材支柱行业趋于饱和,大力发展石膏深加工,使其成为建材又一支柱产业,已为大势所趋。以加压水蒸气法或加压水溶液法生产的α型半水石膏除具有普通石膏的共性外,其水化体具有高强度的特点,故也称高强石膏,在建材领域具有广泛用途。本文对α型高强石膏的生产工艺、性能及其应用进行了研究。

1 高强石膏

生石膏矿石部分脱水即得熟石膏:

CaS04·2H20 =CaSO4·1/2H2O+3/2H2O

根据不同的加热方法,可以得到性质完全不同的半水石膏。在半水石膏中,有α和β两种晶体状态,它们二者的性质差异很大。表1中α型半水石膏的参数和β型半水石膏的参数源于相关文献。

性能

α型半水石膏

β型半水石膏

标准稠度用水量/%

初凝时间/min

终凝时间/min

膨胀率/%

恒干抗压强度/Mpa

松散容重/kg·m-3

35~45

7~12

8~18

0.26

20.0~50.0

800~1100

60~80

≥6

≤30

 

3~5

400~650

α型半水石膏主要是二水石膏用湿法(水蒸汽或水溶液)加热的产品,加热温度为125~150℃,其晶体为短粗棒状,水化体强度高,表面光泽度、硬度高等特点(常称为高强石膏),可以广泛地应用于机械、船舶、汽车制造、建筑、陶瓷和医学领域。

我国大批量生产α半水石膏的厂家很少,使得其在建筑等领域的应用形不成规模。20世纪90年代以来,我们在针对影响α半水石膏产品质量各因素作了大量试验工作的基础上,利用当地石膏资源、热能资源(工业余热)等生产有利条件下,因地制宜,建成大釜(20m)生产α高强石膏生产线,年产量1万吨,产品抗压强度达到50 Mpa,综合指标优良,产品质量稳定,并探索出低品位石膏生产α高强石膏的工艺。我们采用的α型半水石膏的的生产工艺为:先将石膏矿石的粒度破碎至25mm左右,然后在蒸汽釜中分三阶段蒸养:①向蒸汽釜中通水蒸汽(压力为0.5~0.8个大气压),进行低压蒸养,同时添加转晶剂;②使水蒸汽压力增至1.8个大气压,进行高压蒸养;③依靠二水石膏中脱出的水蒸汽进行自身蒸养。最后直接向蒸汽釜中通人热空气将其烘干,磨细即得α型半水石膏产品。

2 高强石膏板

石膏板由半水石膏水化制成,仍然具有调节大气湿度、防火、隔热保温、隔音、轻质等特征,势必成为理想的墙体材料。近几年,上海浦东开发区高层建筑开始采用石膏制品替代粘土砖,施工简便,劳动强度降低,建筑物整体重量大大降低,工程基础的造价也大为降低。高强石膏粉的大批量面市,为石膏墙板的规模生产奠定了基础。

α高强石膏直接用于墙板的制作,与普通强度石膏粉相比有两个问题需要解决:①较高的线膨胀易引起的变形;②容重较大。为解决以上问题我们作了专门研究。通过添加微量外加剂(均为天然廉价石材)等特殊工艺处理,在不影响其它产品性能的情况下,使线膨胀率由0.26%降至0.08%,低于普通强度石膏粉的线膨胀率0.18%,墙板的容重为400-500kg/m3。以上处理工艺简单,易于工业化、自动化,同时不影响制品的高强特性、表面的高硬度及高光洁度。高强度石膏板的生产工艺不同于纸面石膏板,是一种新型板材,其生产的规模化势必带动机械制造等相关行业的发展,对增强石膏产地的经济实力,具有深远意义。

3 抹灰石膏

抹灰石膏粉也是一种新型建筑材料,主要用于现代建筑的内墙喷涂抹面,与传统水泥砂浆相比,施工简便,机械化程度高,劳动强度低,其抹面强度高、不开裂,防火、隔音,和易性好表面光洁度好,自动调节室内干湿度。其生产方法可分为两种:

1)分段煅烧法

CaS04·2H20360 CaS04

↓ ↑ }混合相

160CaSO4·1/2H2O

2)添加外加剂法

半水石膏添加外加剂使其初凝时间大于1h,终凝时间低于8h。针对此方法一般采用加入缓凝剂,缓凝剂采用复合型外加剂,以天然非金属矿石粉料代替有机化工原料,大大降低了成本,易于工业化、自动化。

4 结语

α型半水石膏、高强石膏板及抹灰石膏等的开发与应用,为石膏的综合利用开辟了新的途径,必将大大推动石膏建材产业规模的加大和综合效益的提高。

 

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