[發明專利]一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法

有效

• 申請號: 201410157622.5
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103951367A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張豐慶;陳永梅;田清波;徐麗娜
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

根據中國造紙協會的資料，截止2012年底，我國紙和紙板產量和消費量已連續三年超過美國，均居世界第一，達到9930萬噸，造紙產量和消費量分別占到世界總量的23.3%和23.1%。

山東省是造紙大省，2012年產量為1710萬噸，占全國總產量的17%，連續18年居全國第一位。我省在大力發展造紙企業的同時造紙行業水污染問題得到一定改善，但是白泥污染將日益成為影響造紙企業發展的重要環境瓶頸。2013年10月，山東省環保廳在濰坊召開造紙白泥治理及綜合利用現場會，指出由于處理成本及技術的限制，我省除部分企業對白泥進行了回收利用外，多數企業只是擇地填埋或堆放。這不僅浪費了大量的石灰石資源，同時給周圍的土壤及地下水資源造成嚴重的二次污染。由于土地資源緊張，填埋處理也日益困難，露天堆存的白泥還會形成揚塵污染源，對空氣質量造成影響，因此需要加強白泥治理和監管，提高資源利用率，減少甚至杜絕白泥排放，確保環境安全。

按現有工藝，每生產1t紙漿大約產生1t白泥，且隨著我國制漿造紙企業新建的堿回收系統數量增多、規模擴大，產生的白泥將會成比例大幅度增加并積累。

制漿造紙白泥（以下簡稱白泥）是造紙工業苛化工藝中所產生的泥漿狀沉淀副產物，其主要化學反應式如下：

Na₂CO₃+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+2NaOH

苛化后的乳液經澄清，分離出氫氧化鈉溶液（白液）貯存，供制漿蒸煮循環使用；沉淀的白泥經進一步洗滌過濾，回收其中的氫氧化鈉，最終得到含水45%～60%的廢渣。目前，大多數企業采用填埋或堆放的方式處理造紙白泥，填埋處理雖然簡便易行、投資少，但需占用大量的土地資源，而且在污泥的填埋過程中由于壓實、降雨和微生物分解的原因，會產生高濃度滲濾液和殘留堿的溶解，造成地下水污染，同時，大型白泥堆場在惡劣天氣等條件下還存在潰塌風險，成為社會危害的隱患。因此，這種粗放型白泥處理方式不僅帶來了環境污染、資源浪費以及社會危害的隱患，隨著土地和管理維護成本的上升以及不斷嚴苛的環保要求，已經成為制約企業可持續發展的重要因素之一，尋求白泥的資源化回收利用途徑必將是造紙企業和全社會的必然選擇。

白泥的主要礦物成分是粒狀結晶不良的CaCO₃，其粒徑為15-25μm。因此，造紙白泥是一種疏松多孔的、顆粒細的固體廢料，含堿量較高，一般造紙白泥的含水率在25-30%，殘留10%的造紙纖維和部分有機物。

目前，石膏板以其質量輕、成本低、隔音、隔熱的特點成為備受關注的建筑裝飾材料，但是國內石膏板的生產，大多以石膏粉為原材料，配以粉煤灰燈填充料，經粉碎、配料、攪拌、入模、成型、脫模、養護燈工序制成。該技術的主要缺點是，需要大量的石膏作為原料，生產成本高，浪費石膏資源，并且不能較多的利用廢棄物，這種石膏由于軟化系數較低，因此不能在潮濕環境中使用。中國發明專利01124690.1《粉煤灰石膏復合砌塊（磚）及其生產方法》，粉煤灰的添加量為30-40%，石灰的添加量為10-14%，主要作用是堿性活化劑的作用，發揮提高石膏水化硬化能力和強度，但由于需額外添加堿性活化劑，增加了生產成本。

發明內容

針對現有技術中造紙白泥污染環境以及石膏板制備成本較高的問題，本發明的目的是提供一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法，達到節能減排，廢物利用的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，由以下重量份的原材料制成：

造紙白泥40-50%；無水石膏15-20%；建筑石膏30-40%；抗水釋水劑1-3%；

所述造紙白泥為粒狀結晶不良的CaCO₃，其粒徑為15-25μm，是一種疏松多孔的、顆粒細的固體廢料，含堿量為2-5%,含水率在25-30%，殘留10%的造紙纖維和1-5%的其它有機物；

所述無水石膏分子式為CaSO₄，為了防止急凝，選擇200目以上的無水石膏；

所述建筑石膏為半水石膏，分子式為CaSO₄·0.5H₂O；

所述抗水釋水劑為碳酸鋯鉀和三聚磷酸鈉以摩爾比為1:3，反應溫度70-80℃，保溫2-3小時得到，得到的抗水釋水劑一方面可以提高白泥的抗水性，另外還可以釋放出白泥中的吸附水。