[發(fā)明專利]一種工業(yè)固廢石膏制備無水硫酸鈣方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110777204.6
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113353964A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張安將;楊路峰;余金海
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江鈣寶新材料有限公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33266
• 代理人: 肖茂才

本發(fā)明公開了一種工業(yè)固廢石膏制備無水硫酸鈣方法，以工業(yè)固廢石膏為原料，通過將多種工業(yè)固廢石膏與酸溶液混合制漿，并加入一定量有機(jī)溶劑，在常壓及溫和的溫度狀態(tài)下，處理一段時(shí)間反應(yīng)結(jié)束后將固液混合物分離，所得濾液可返回繼續(xù)與廢石膏反應(yīng)，濾餅經(jīng)洗滌后即可得到高純無水硫酸鈣。無需高溫即可實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)含量較高的工業(yè)固廢石膏，在這一過程中雜質(zhì)得以富集而去除。制備得到的無水石膏具有純度高，白度高，粒徑均勻等優(yōu)異性能。低碳循環(huán)工藝能耗低，不產(chǎn)生二次污染，利于規(guī)模化生產(chǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)由工業(yè)固廢石膏制備高品質(zhì)無水硫酸鈣的目的，為日益減少的高品位石膏資源找到了替代技術(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)固體廢棄物資源化綜合利用技術(shù)，尤其是涉及一種工業(yè)廢棄物的資源循環(huán)利用中的工業(yè)固廢石膏制備無水硫酸鈣方法。

背景技術(shù)

工業(yè)固廢石膏是工業(yè)生產(chǎn)中由化學(xué)反應(yīng)生成的以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)物。按其種類，可分為磷石膏、鹽石膏、脫硫石膏、鈦石膏、氟石膏和檸檬酸石膏等。我國的工業(yè)固廢石膏累積量大，且排放量逐年增長。這些固廢石膏的堆存不僅占用了大量的土地，而且對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。工業(yè)固廢石膏的處置及資源化利用的緊迫性已迫在眉睫。無水硫酸鈣作為一種新型無機(jī)材料，與其他粉體材料相比，具有高強(qiáng)度、高模量、高介點(diǎn)強(qiáng)度、耐磨耗、耐高溫、耐腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、與高分子聚合物的親和能力強(qiáng)、無毒等諸多優(yōu)良的理化性能，而且價(jià)格在粉體中最低，有其他粉體無可比擬的性價(jià)比，應(yīng)用范圍非常廣泛，是一種性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的綠色環(huán)保材料，具有很強(qiáng)的市場競爭力，因此常被用于做高分子材料的填充劑，不僅可以賦予材料一定的剛度和尺寸穩(wěn)定性，而且可以提高材料熱穩(wěn)定性、耐磨性以及降低成本。

目前，無水硫酸鈣的制備方法大都是由天然石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏經(jīng)高溫煅燒而成，煅燒的溫度一般要大于550℃，能耗要求較高。

專利CN103396023A公開了一種無水硫酸鈣的制備工藝，該工藝是將二水硫酸鈣粉體在400～950℃高溫燃?xì)庾饔孟逻M(jìn)行快速脫水，產(chǎn)生硫酸鈣粉體。采用該工藝技術(shù)來制備無水硫酸鈣依舊存在產(chǎn)品性能上的缺陷與技術(shù)上的不足，產(chǎn)品不但分散性較差，而且能耗很高。

專利CN101033118A將磷石膏采用了外燒（間接煅燒）與內(nèi)燒（直接煅燒）混合煅燒新工藝，生產(chǎn)出了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的石膏粉，但由于煅燒時(shí)會(huì)有磷酸、氟化物的揮發(fā)，將污染環(huán)境，腐蝕設(shè)備，高溫煅燒能耗成本較大，應(yīng)用會(huì)受到很大限制。同時(shí)由于磷石膏中含量最大的雜質(zhì)是石英，煅燒工藝并不能除去這些石英雜質(zhì)，所以煅燒法并不能生產(chǎn)出高白、高純的優(yōu)質(zhì)石膏產(chǎn)品。

專利CN101671848A提出了一種無水硫酸鈣晶須的制備方法，工藝條件為首先在低溫條件下將二水硫酸鈣晶體分散到含有表面活性劑的水溶液中，再在100～250℃條件下水熱反應(yīng)一段時(shí)間，最終再將水熱反應(yīng)得到的半水石膏晶須與無機(jī)溶劑混合后于高溫200～800℃下焙燒0.5～6h，最終制得無水硫酸鈣晶須，最終產(chǎn)物中無水硫酸鈣晶須的含量可達(dá)95%以上。但該專利中所述的制備無水硫酸鈣晶須的方法制備過程中涉及低溫、中溫和高溫三個(gè)層次的溫度，其中高溫最高可達(dá)800℃，整個(gè)制備過程中能量消耗較多，且制備工藝較為復(fù)雜，不利于大規(guī)模的推廣與應(yīng)用。

專利CN103014869A涉及一種無水硫酸鈣晶須的可控制備方法，其主要制備工藝與專利CN101671848A類似，不同之處在于該專利先對二水硫酸鈣進(jìn)行常溫酸化處理，得到高活性的半水硫酸鈣，再進(jìn)行水熱反應(yīng)制備半水硫酸鈣晶須，最終經(jīng)過焙燒制成無水硫酸鈣晶須。這兩種制備無水硫酸鈣晶須的方法和流程都較為復(fù)雜，難以投入實(shí)際生產(chǎn)。

上述種種方案能部分緩解工業(yè)固廢石膏大量堆存的現(xiàn)狀，但存在的問題依然很多。這些處理工藝雖然在一定程度上可消除一些有害雜質(zhì)的不利影響，但處理工藝投資大、能耗高、二次污染難以解決，并且處理后固廢石膏的品質(zhì)仍較低。因此要解決工業(yè)固廢石膏資源化利用的現(xiàn)實(shí)問題，迫切需要從技術(shù)、成本和產(chǎn)品品質(zhì)等方面尋求新的方法。

發(fā)明內(nèi)容