柠檬酸废石膏生产粉刷石膏的试验研究

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1、柠檬酸废石膏生产粉刷石膏的试验研究发酵有机酸科技交流章岩1曹万智2李玉玺1冯启彪1(1．甘肃省建材科研设计院，兰州730020；2．西北民族大学土木工程学院，兰州730000)摘要：柠檬酸石膏通过离心脱水处理后，可以用于生产粉刷石膏，并且不需要经过水洗等预处理手段。与普通天然石膏相比，具有纯度高、细度好的特点。脱水温度控制在200。C左右，经过陈化处理后的柠檬酸建筑石膏为混合相建筑石膏。试验表明，蛋白类石膏改性荆对于柠檬酸石膏同样具有良好的调凝能力，并且可以增强石膏的强度。关键词t柠檬酸石膏；粉刷石膏：缓凝：增强0前言随着化学工业的迅速发展，化

2、学石膏的排放量逐年增加。主要的化学石膏种类有磷石膏、烟气脱硫石膏，芒硝石膏、氟石膏、盐石膏、柠檬酸石膏等品种，目前，我国的工业副产石膏资源非常丰富，利用其生产石膏建材对于环境综合治理意义非常重大。柠檬酸石膏是工业副产石膏的一个重要品种，我国年排放量约在50万t，目前大多作为废弃物排放，造成严重的环境污染。柠檬酸的提取工艺一般采用钙盐法，每生产1t柠檬酸将产生2．4t柠檬酸石膏⋯，酸解过程反应方程式如下心】：ca(C6H50，)2‘4H20+3H2SO‘一2C6H807H20+3CaS04’2H20粉刷石膏是一种新型抹灰材料，我国的粉刷石膏是上世

3、纪90年代初从德国引进粉刷石膏生产线开始发展起来的，近几年发展很快，产品的年需求量以20％一30％的增长速度发展f31。粉刷石膏作为新型抹灰材料，具有以下优点B】：(1)生产能耗低。生产1t石膏胶结科所需的燃料比生产lt水泥所需的燃料要低78％；(2)石膏制品的容重是黏土制品、水泥制品等传统建材制品容重的70％；(3)石膏建材屑于不然体，耐火极限可达2h以上；(4)石膏建材具有吸收大气水分和释放湿气的独特“呼吸功能”，调节室内空气湿度，可提高居住的舒适感；(5)石膏是气硬性胶凝材料，其干湿循环引起的干缩值在胶凝材料中是最小的。柠檬酸石膏由于其中

4、存在残留的柠檬酸，柠檬酸本身就是一种石膏缓凝剂，需要考虑残留柠檬酸对于石膏性能的影响。通过水洗工艺处理，可以消除柠檬酸对于石膏性能的影响，通过密封，可以防止柠檬酸的挥发。l实验内容1．1实验用原材料柠檬酸石膏：试验选取的柠檬酸石膏为甘肃雪晶生化有限公司工业副产石膏，年排放量在3万t左右，试验选取试样排放时间在1年左右，pH值为6．1—6．9。石膏改性剂：HP粉刷石膏改性荆，甘肃省建材科研设计院研制，由缓凝剂和保水剂以及少量其它组份组成，缓凝剂为蛋白质类。1．2原材料性能分析1．2．1柠檬酸石膏化学成份分析该柠檬酸石膏经分析，其化学成份和甘肃景泰

5、天然石膏的化学成份对比如下表l所示。依照钙值，硫值和结晶水含量折算后的二水硫酸钙含量如下表2所示。·14l·发酵有机酸科技交流柠樟酸度石膏生产粉刷石膏的试验研究表1柠檬酸石膏化学成分％表2经折算的二水硫酸钙含量％*}‘f324946II2072*算e=女n＆*☆量9974991499*由上可以看出．依照CaO、SO、以及结晶水分别算出的二水硫酸钙吉量比较一致，说明该化学石膏主要成甜为二水硫酸钙．纯度在99％以上；比普通天然石膏纯度要高。生产建筑石膏的纯度要求在75％以上，高强石膏的纯度要求在85％以上．所以．该化学石膏所含二水石膏的台量可以满足

6、生产建筑石膏的要求。122细度分析通过WINNER2000激光粒度分析仪对三个不同取样部位的试验样品进行粒径分析，分析结果见圉1。圊1柠檬醴石膏激光粒度分析粒度分析数据表明．试样1、试样2、试样3这个样本平均粒径分别为I888pm、1600／zm、·1422076Ⅱm，混合试样平均粒径为1799pm，比表面积为6839cm2，cm’。从上表分析来看，细度远小于JC／T517—2004(粉尉石膏)标准中第51条的要求。该化学石膏与普通石膏矿开采需要一定的人力、物力、财力相比，具有较大的成本优势，且石膏产濂就在厂区内，不存在运输问题。13建筑石膏试

7、验粉刷石膏是通过建筑石膏和改性剂制成的抹藏材料．目前的理论研究表明．依靠缓凝剂和半水石膏配制的粉刷石膏，凝结硬化时间是跳跃式的．不利于施工操作，而采取混合相粉刷石膏或IJ型硬石青型建筑石膏，凝结硬化时间呈现出连续性同。施工效果比较好。二水石膏在常压下脱水，依照Lehmann的理论，随温度的变化石膏发生的晶型转变方程式如下“’：107．170t1CaSO．·2H：O—日一CaSO．÷H：O二生Ⅲ一CaSO．兰0三Ⅱ一CaSO．1193℃1450℃一l—CaS0．一CEs0。通过Leh⋯n的方程式可以看出．制定的建筑石膏的烧结温度应在120—240

8、"C之问。为了研究可能存在的柠檬酸残圉对于建筑石膏性能的影响．制定出四种不同条件下不同脱水温度对石膏性能的影响的正空试验，分别为先经过水洗处理和在密用