一種氟石膏的改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氟石膏的改性方法，采用了研磨粉碎、熱處理、兩次化學改性和煅燒；熱處理溫度為105-115℃，時間為5-8h；一次化學改性中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1-1.8份氫氧化鈣、1-2份高爐礦渣、1-1.5份S1中煅燒后的明礬、0.5-0.8份S2中煅燒后的白云石；二次化學改性中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸稈纖維、1-1.2份膨潤土；所述改性玉米秸稈纖維為苯丙乳液改性玉米秸稈纖維。本發(fā)明所述氟石膏的改性方法，縮短了改性后氟石膏的凝結時間，提高了改性后氟石膏的力學強度。
【專利說明】一種氟石膏的改性方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氟石膏【技術領域】，尤其涉及一種氟石膏的改性方法。

【背景技術】
[0002]氟石膏是氫氟酸及氟鋁酸鈉生產過程中的主要副產品，主要產自無機氟化物和有機氟化物生產廠及其它氫氟酸生產廠。每生產It氫氟酸生成大約3.6t無水氟石膏。氟石膏的主要成分為硫酸鈣，并含有部分氟化鈣和其他氟化物，而且有時H2SO4含量很高，使得排出的氟石膏呈酸性，屬強腐蝕性有毒有害廢物，未加處理的氟石膏不能直接置棄，也難以被利用。又因為氟石膏溶解度較低且溶解速度慢，凝結時間很長，水化硬化體強度很小，這些缺陷限制了其應用。目前，除部分氟石膏被利用外，大部分作為一般固體廢棄物被堆存，不僅占用土地，同時其中的有害物質也會對水體產生污染，對自然環(huán)境產生威脅。因此，如何解決氟石膏尤其是歷史堆存的濕氟石膏問題，使其變廢為寶，實現石膏資源的綜合利用是一個非常迫切的問題。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提出了一種氟石膏的改性方法，通過該方法改性后的氟石膏，凝結時間短，水化硬化強度高。
[0004]本發(fā)明提出了一種氟石膏的改性方法，包括以下步驟:
[0005]S1、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為 105-115°C，時間為 5-8h ；
[0006] S2、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600_650°C，煅燒時間為0.8-1.3h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為700-800°C，煅燒時間為1-1.5h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；
[0007]S3、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置10_20h進行一次化學改性，然后在250-300°C煅燒，煅燒時間為0.5-1.5h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1-1.8份氫氧化鈣、1-2份高爐礦渣、1-1.5份SI中煅燒后的明礬、0.5-0.8份S2中煅燒后的白云石；
[0008]S4、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸桿纖維、1-1.2份膨潤土 ；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維；
[0009]S5、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
[0010]優(yōu)選地，在SI中，熱處理溫度為110_113°C，時間為6_7h。
[0011]優(yōu)選地，在SI中，熱處理溫度為112°C，時間為6.3h。
[0012]優(yōu)選地，在S3中，SI中熱處理后的氟石膏進行一次化學改性后，在285_295°C煅燒，煅燒時間為0.8-1.2h。
[0013]優(yōu)選地，在S3中，SI中熱處理后的氟石膏進行一次化學改性后，在290°C煅燒，煅燒時間為1.0h。
[0014]優(yōu)選地，在S3中，在一次化學改性中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1.2-1.6份氫氧化鈣、1.5-1.7份高爐礦渣、1.2-1.3份S2中煅燒后的明礬、0.6-0.65份S2中煅燒后的白云石。
[0015]優(yōu)選地，在S3中，在一次化學改性中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加Λ 1.4份氫氧化鈣、1.6份高爐礦渣、1.25份S2中煅燒后的明礬、0.63份S2中煅燒后的白
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[0016]優(yōu)選地，在S4中，在二次化學改性中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.6-0.68份粉煤灰、0.6-0.7份改性玉米秸桿纖維、1.1-1.15份膨潤土。
[0017]優(yōu)選地，在S4中，在二次化學改性中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入
0.65份粉煤灰、0.68份改性玉米秸桿纖維、1.13份膨潤土。
[0018]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法中，采用了研磨粉碎和熱處理，改變、破壞了改性后氟石膏的結晶格子，增加其晶格畸變和缺陷，增大其比表面積和表面結構的不規(guī)則性，提高了改性后氟石膏的水化活性，促進了改性后氟石膏的硬化性；采用了兩次化學改性工藝，在一次化學改性中，添加了煅燒后的明礬和煅燒后的白云石，使改性后的氟石膏，二水石膏晶體數量增多，且晶體發(fā)育完整，長徑比增加，多呈針狀，減少了明顯塊狀或者粒狀晶體，晶體之間搭接致密，提高了改性后氟石膏的水化硬化強度；在二次化學改性中，添加了苯丙乳液改性玉米秸桿纖維，苯丙乳液的存在，一方面，使得玉米秸桿纖維原來粗糙多孔的表面得到填充，提高了玉米秸桿纖維與氟石膏基體的有效接觸面積，提高了玉米秸桿纖維與氟石膏基體的界面結合強度；另一方面，使玉米秸桿纖維與氟石膏基體的界面結合處形成一個柔性的界面，當氟石膏基體承受載荷產生的微裂紋擴展到該界面層時，其擴展速度會因柔性界面層的存在而放慢，緩解了材料突變引起的應力集中，提高了改性氟石膏的抗折抗壓強度。
[0019]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法中，優(yōu)化了氟石膏的改性工藝，選擇了合適的改性劑，控制了改性劑中各成分的含量，采用該方法改性的氟石膏，凝結時間短，水化硬化后力學強度高，使氟石膏變廢為寶。

【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發(fā)明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護范圍內。
[0021]實施例1
[0022]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法，包括以下步驟:
[0023]S1、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過80目篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為105°C，時間為8h ；
[0024]S2、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為650°C，煅燒時間為0.8h，降溫至室溫后研磨、過100目篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為800°C，煅燒時間為lh，降溫至室溫后研磨、過100目篩備用；
[0025]S3、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置20h進行一次化學改性，然后在268°C煅燒，煅燒時間為
1.3h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入的氫氧化鈣為1.4份、高爐礦渣為1份、S2中煅燒后的明帆為1份、S2中煅燒后的白云石為0.8份；
[0026]S4、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入的粉煤灰為0.6份、改性玉米秸桿纖維為0.5份、膨潤土為1份；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維；
[0027]S5、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
[0028]實施例2
[0029]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法，包括以下步驟:
[0030]S1、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過100目篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為115°C，時間為5h ；
[0031]S2、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600°C，煅燒時間為1.3h，降溫至室溫后研磨、過100目篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為722°C，煅燒時間為
1.38h，降溫至室溫后研磨、過100目篩備用；
[0032]S3、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置1h進行一次化學改性，然后在250°C煅燒，煅燒時間為
1.5h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入的氫氧化鈣為1份、高爐礦渣為2份、S2中煅燒后的明礬為1.3份、S2中煅燒后的白云石為0.5份；
[0033]S4、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入的粉煤灰為0.8份、改性玉米秸桿纖維為0.8份、膨潤土為1.1份；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維；
[0034]S5、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
[0035]實施例3
[0036]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法，包括以下步驟:
[0037]S1、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為108°C，時間為6.3h ；
[0038]S2、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為621°C，煅燒時間為0.95h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為700°C，煅燒時間為1.5h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；
[0039]S3、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置14h進行一次化學改性，然后在300°C煅燒，煅燒時間為
0.5h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入的氫氧化鈣為1.8份、高爐礦渣為1.3份、S2中煅燒后的明帆為1.5份、S2中煅燒后的白云石為0.6份；
[0040]S4、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入的粉煤灰為0.5份、改性玉米秸桿纖維為0.7份、膨潤土為1.2份；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維；
[0041]S5、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
[0042]實施例4
[0043]本發(fā)明所述氟石膏的改性方法，包括以下步驟:
[0044]S1、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為112°C，時間為6.3h ；
[0045]S2、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為640°C，煅燒時間為1.05h,降溫至室溫后研磨、過篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為750°C，煅燒時間為1.3h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；
[0046]S3、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置16h進行一次化學改性，然后在290°C煅燒，煅燒時間為
1.0h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入的氫氧化鈣為1.4份、高爐礦渣為1.6份、S2中煅燒后的明帆為1.25份、S2中煅燒后的白云石為0.63份；
[0047]S4、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入的粉煤灰為0.65份、改性玉米秸桿纖維為0.68份、膨潤土為1.13份；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維；
[0048] S5、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
【權利要求】
1.一種氟石膏的改性方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、將氟石膏放入球磨機中研磨粉碎，過篩后放入烘箱中進行熱處理，熱處理溫度為105-115°C，時間為 5-8h ； 52、將明礬放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600-650°C，煅燒時間為0.8-1.3h，降溫至室溫后研磨、過篩備用；將白云石放入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為700-800°C，煅燒時間為1-1.5h，降溫至室溫后研磨、過篩備用； 53、在SI中熱處理后的氟石膏中加入氫氧化鈣、高爐礦渣、S2中煅燒后的明礬、S2中煅燒后的白云石，攪拌均勻，靜置10_20h進行一次化學改性，然后在250-300°C煅燒，煅燒時間為0.5-1.5h ;其中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1-1.8份氫氧化鈣、1-2份高爐礦渣、1-1.5份SI中煅燒后的明礬、0.5-0.8份S2中煅燒后的白云石； 54、在S3中煅燒后的氟石膏中加入粉煤灰、改性玉米秸桿纖維、膨潤土進行二次化學改性；其中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.5-0.8份粉煤灰、0.5-0.8份改性玉米秸桿纖維、1-1.2份膨潤土 ；所述改性玉米秸桿纖維為苯丙乳液改性玉米秸桿纖維； 55、將S4中得到的氟石膏放入養(yǎng)護場中養(yǎng)護10天后出場。
2.根據權利要求1所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在SI中，熱處理溫度為110-113°C，時間為 6-7h。
3.根據權利要求2所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在SI中，熱處理溫度為112°C，時間為 6.3h。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S3中，SI中熱處理后的氟石膏進行一次化學改性后，在285-295?煅燒，煅燒時間為0.8-1.2h。
5.根據權利要求4所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S3中，SI中熱處理后的氟石膏進行一次化學改性后，在290°C煅燒，煅燒時間為1.0h。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的氟石膏的改性方法,其特征在于，在S3中,在一次化學改性中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1.2-1.6份氫氧化鈣、1.5-1.7份高爐礦渣、1.2-1.3份S2中煅燒后的明礬、0.6-0.65份S2中煅燒后的白云石。
7.根據權利要求6所述的氟石膏的改性方法,其特征在于,在S3中，在一次化學改性中，按重量份在每100份熱處理后的氟石膏中加入1.4份氫氧化鈣、1.6份高爐礦渣、1.25份S2中煅燒后的明礬、0.63份S2中煅燒后的白云石。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S4中，在二次化學改性中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.6-0.68份粉煤灰、0.6-0.7份改性玉米秸桿纖維、1.1-1.15份膨潤土。
9.根據權利要求8所述的氟石膏的改性方法，其特征在于，在S4中，在二次化學改性中，按重量份在每100份煅燒后的氟石膏中加入0.65份粉煤灰、0.68份改性玉米稻桿纖維、1.13份膨潤土。
【文檔編號】C04B11/26GK104176955SQ201410390525
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月10日 優(yōu)先權日:2014年8月10日
【發(fā)明者】陳喜 申請人:安徽錦洋氟化學有限公司