一种制备常压下稳定的α-半水石膏的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备常压下稳定的α

【技术实现步骤摘要】
一种制备常压下稳定的
α
‑
半水石膏的方法


[0001]本专利技术涉及特定晶型石膏的制备
，具体涉及一种制备常压下稳定的α
‑
半水石膏的方法。

技术介绍

[0002]工业副产石膏如钛石膏、脱硫石膏等产量较大，为了将其实现资源化利用，目前常采用液相法、干法或半干法工艺将工业副产石膏转化为高强度、高性能、高附加值的半水石膏，再进一步将其运用在磨具石膏、高档医疗石膏等方面，可实现石膏资源的高附加值转化。
[0003]二水石膏制备半水石膏分为α
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半水石膏和β
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半水石膏。二水石膏在饱和蒸汽介质或在某些酸和盐类介质中脱水，可以生成α
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半水石膏；而在不饱和蒸汽的环境中脱水生成β
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半水石膏。一般认为α
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半水石膏的强度较高，为高强石膏，β
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半水石膏的强度较低，为建筑石膏。晶形改良剂包括有机物和无机物。晶形改良的原理，对α
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半水石膏晶体生长来说，是掺入一种杂质离子吸附在石膏晶体的某个晶面上，影响该晶面方向的正常生长，由此改变原半水石膏晶体的生长习性。天然石膏和各种化学石膏原料中，各种不同异物离子均能对α
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半水石膏晶体的生长产生不同影响。因此针对不同石膏，改良剂需通过大量试验才能筛选得到。
[0004]对于α
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半水石膏的形成机理，目前尚无定论。一般认为，α
‑
半水石膏是通过二水石膏的溶解和重新结晶形成的，即：二水石膏在热处理的过程中，首先发生脱水，在适合条件下，从二水石膏晶格中脱掉一个半分子的结晶水，形成半水石膏雏晶。由于液态水的包围，雏晶很快溶解于液相中，使得液相中半水石膏浓度增大，当半水石膏浓度达到饱和时，半水石膏迅速结晶，形成粗大致密的α
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半水石膏晶体。
[0005]目前制备α
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半水石膏的方法主要有两种：蒸压法和水热法，其中水热法又分为加压水溶液法和常压盐溶液法。蒸压法(加压水蒸汽法)是一种二水石膏在饱和蒸气中脱水制备α
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半水石膏的工艺，是最早实现工业化生产α
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半水石膏的方法。加压水溶液法是将磨细的二水石膏加入含有转晶剂的水溶液中配制成悬浊液，然后对悬浊液加压加热，同时不断搅拌，再经过滤、干燥、粉磨等工艺得到α
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半水石膏。常压盐溶液法具体工艺流程是将磨细的二水石膏加入一定浓度的无机盐或酸溶液中，掺入少量转晶剂，均匀搅拌，加热至95℃以上，恒温4
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6h，转化为α
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半水石膏。
[0006]常压盐溶液法具有制备条件温和、产品质量易于控制等优点。该方法可以稳定的产出α
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半水石膏，但是产出的α
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半水石膏颗粒较小，只有60
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80μm左右，该尺寸的α
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半水石膏只能使用沉降离心或压滤机过滤，不能使用对颗粒尺寸具有特定要求的过滤离心机，特别是卧式过滤离心机就不能适用，并且因为该尺寸的α
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半水石膏粒径较小，含水率较高，分离后的含水率也达到了20％左右，后续干燥过程消耗的热能较多。
[0007]此外，α
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半水石膏在常压下的热力学不稳定，只有达到107℃以上时，才可以长期存在，在常压下，水的沸点是100℃，现有工艺产出的α
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半水石膏在100℃下也会逆向转化为
二水石膏，进而失活。由于α
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半水石膏在常压下很容易水化为二水石膏，一般来说水化速度和粒径的大小呈现负相关的趋势(粒径越小水化速度越快，粒径越大水化速度越慢)，60
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80μm左右粒径的α
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半水石膏，在常压下，即使是沸水中的稳定时间也仅为2
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3min，在工业上不能满足常规的洗涤
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过滤
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烘干工艺处理的时间要求，不得不采用快速烘干、快速过滤的方式对α
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半水石膏进行处理，但是弊端也比较明显，设备造价高、能耗也很高。而现有工艺产出的α
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半水石膏晶粒尺寸太小、水化速度过快是导致α
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半水石膏产品常压下易水化的核心原因。为了解决α
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半水石膏易水化的问题，有必要对α
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半水石膏的制备方法提出改进方案从而获得粒径更大的α
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半水石膏。

技术实现思路

[0008](一)要解决的技术问题
[0009]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种制备常压下稳定的α
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半水石膏的方法，通过控制α
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半水石膏的结晶条件，获得大粒径的α
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半水石膏晶体，进而减慢α
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半水石膏在常压下的水化速度，获得可在常压下洗涤和干燥的α
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石膏产品，其解决了现有工艺产出的α
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半水石膏晶粒尺寸太小，水化速度过快所带来的一系列技术问题。
[0010](二)技术方案
[0011]本专利技术提供一种制备常压下稳定的α
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半水石膏的方法，包括：
[0012]S1、配制转晶液，所述转晶液含有转晶剂、形貌调节剂和扩散控制剂，且pH＝2
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12；
[0013]S2、将二水石膏原料加至转晶液中，在转晶剂的作用下，在50
‑
150℃、压力≤0.5mpa的条件下，进行转晶反应，反应期间保持二水石膏原料在转晶液中相对静止，利用相对静止的转晶液中溶质的扩散速度较慢的特点，进而控制α
‑
半水石膏的晶体生长速度，反应时间为0.1
‑
200h，在转晶液中获得大颗粒α
‑
半水石膏晶体；
[0014]S3、快速固液分离，并使用含有水化抑制剂的洗涤液进行洗涤，之后在常压下烘干；快速固液分离为固液分离时间控制在0.5小时以内。
[0015]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，所述转晶剂为钾、钠、铵、镁、钙的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、高氯酸盐中的一种或几种，浓度为0.01
‑
10.0mol/L。
[0016]所述快速固液分离可使用筛网通过离心过滤、加压过滤、常压过滤中的一种方式进行固液分离，筛网的材质为金属或非金属中的一种，所述筛网的筛孔的短边宽度在20
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500微米之间，所述筛网可以将1
‑
10层堆叠使用。根据本专利技术的较佳实施例，S1中，所述扩散控制剂是常压下沸点高于100℃的醇、醛、酮类有机物中的一种或几种，浓度为0.001
‑
10.0mol/L。例如丁醇、环己醇、糠醛、乙二醇、环己酮、甘油、季戊四醇、糠醇、丙二醇等。优选地，扩散控制剂是甘油、季戊四醇、糠醛、糠醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备常压下稳定的α
‑
半水石膏的方法，其特征在于，其包括：S1、配制转晶液，所述转晶液含有转晶剂、形貌调节剂和扩散控制剂，且pH＝2
‑
12；S2、将二水石膏原料加至转晶液中，在转晶剂的作用下，在50
‑
150℃、压力≤0.5mpa的条件下，进行转晶反应，反应期间保持二水石膏原料在转晶液中相对静止，利用相对静止的转晶液中溶质的扩散速度较慢的特点，进而控制α
‑
半水石膏的晶体生长速度，反应时间为0.1
‑
200h，在转晶液中获得大颗粒α
‑
半水石膏晶体；S3、快速固液分离，使用含有水化抑制剂的洗涤液进行洗涤，之后常压下烘干；快速固液分离为固液分离时间控制在0.5小时以内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，所述转晶剂为钾、钠、铵、镁、钙的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、高氯酸盐中的一种或几种，浓度为0.01
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10.0mol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，所述扩散控制剂是常压下沸点高于100℃的醇、醛、酮类有机物中的一种或几种，浓度为0.001
‑
10.0mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，所述形貌调节剂是铝、锶、镁的氯化物、硫酸盐、硫酸复盐、二羧酸、氨羧络合剂、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、鞣酸、硬脂酸、乳酸中的一种或几种，浓度为0.01
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10.0mol/L。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，二水石膏原料与转晶液的质量比为10
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0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，武占月，刘军飞，王大汇，康荣灿，
申请(专利权)人：北京中金瑞丰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：