本发明专利技术涉及一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，是针对废旧石膏制品数量多、存放难、处理难、污染严重的情况，以废旧石膏制品为原料，经酸洗、水洗、干燥、破碎、配料混合、热压成型、真空高温烧结，制成铁酸钙锭，使废旧石膏回收再利用，此回收制备方法工艺先进、数据精确翔实，回收制备的铁酸钙锭产物纯度达97％，脱硫率达98％，可在炼钢中作为脱磷剂使用，是先进的用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，属废旧石膏制品回收、烧结、再利用的
技术介绍
石膏泛称生石膏和硬石膏，生石膏又称水石膏或软石膏，即CaSO4·2H2O,属单斜晶系，晶体为板状，呈致密状或纤维状，为白色或灰色、红色、褐色，密度为2.3g/cm3；硬石膏为硫酸钙CaSO4，氧化钙为41.2％，氧化硫为58.8％，属单斜晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或颗粒状，为白色或灰白色，表面呈玻璃光泽，密度为2.8-3g/cm3；两种石膏常伴生产出，在地质作用下可互相转化。天然石膏是石膏石，主要是水石膏和硬石膏，应用最广泛的是二水石膏，常用于食品工业、医药工业、艺术品、工业模型、化工原料、建筑建材等，随着石膏应用的增加，石膏制品也在工业及日用品领域大量涌现，随着时间的推移，石膏制品的废旧物质也大量增加，其石膏废旧物的处理也成了一大难题，堆积易风化，污染空气，填海造地会产生化学反应，污染海水，如何处理废旧石膏已成为科技领域的重要课题。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是针对
技术介绍
的状况，将废旧石膏进行回收，经洗涤、破碎、配料混合、热压成型、高温烧结，制成铁酸钙锭，使废旧石膏得到回收再利用。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为：废旧石膏、氧化铁粉、碳粉、盐酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位废旧石膏：CaSO41000g±0.1g氧化铁粉：Fe2O3500g±0.1g碳粉：C500g±0.1g盐酸：HCl浓度37％500mL±10mL去离子水：H2O2000mL±10mL氩气：Ar8000000cm3±100cm3制备方法如下：(1)配制盐酸水溶液，量取盐酸166.6mL±1mL、去离子水833.4mL±1mL，加入洗涤槽内，搅拌10min，成2mol/L的盐酸水溶液；(2)酸洗废旧石膏将废旧石膏1000g±0.1g加入盐酸水溶液洗涤槽内，并密闭；开启搅拌器，搅拌洗涤10min；酸洗后晾干；(3)水洗废旧石膏将酸洗后的废旧石膏加入水洗槽内，开启搅拌器，搅拌洗涤30min，水洗后晾干；(4)粉碎、研磨、过筛废旧石膏将废旧石膏加入粉碎机内粉碎，粉碎后的废旧石膏置于研磨机内，进行研磨，然后用200目、230目筛网分别过筛；粉碎、研磨、过筛反复进行；粉碎、研磨、过筛后废旧石膏呈粉体颗粒状，选用颗粒直径为61-74μm；(5)混料称取粉碎、研磨后的废旧石膏颗粒360g±0.1g、氧化铁粉90g±0.1g、碳粉50g±0.1g；加入混料槽内，搅拌混合30min，成混合料粉；(6)压制成型①制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作,模具型腔呈矩形,型腔表面粗糙度Ra0.08-0.16μm；②装料将混合料粉均匀装入开合式模具内，并密闭；③热压成型将装有混合料粉的开合式模具置于压力机上，进行压制；压制温度25℃，压力4MPa；压制成型时间3min；压制成型后，停止施压，使开合式模具及其内的混合料粉静置20min；④脱模开启开合式模具，混合料粉成石膏锭；(7)真空烧结石膏锭的烧结是在真空烧结炉内进行的，是在抽真空、输氩气、电阻加热状态下完成的；①清洁真空烧结炉，并用氩气驱除炉内有害气体，使炉内洁净；②置放石膏锭将石膏锭置于真空烧结炉内的钢制坩埚内，并密闭；③开启真空泵，抽取真空烧结炉内的空气，使炉内气压达10-1Pa；④开启氩气管，向真空烧结炉内输入氩气，氩气输入速度100cm3/min，使炉内气压强达105Pa，并恒定；⑤开启电阻加热器，加热烧结温度1100℃±2℃，烧结时间240min；⑥烧结后停止加热，继续输氩气，使石膏锭随炉冷却至25℃；石膏锭在电阻加热、烧结过程中将发生化学反应，反应方程式如下：式中：2CaO·Fe2O3：铁酸钙CO2：二氧化碳SO2：二氧化硫⑦停止输氩气，开炉取出铁酸钙锭；(8)清理、清洗将铁酸钙锭置于钢制平板上，用砂纸打磨铁酸钙锭周边及正反表面，然后用去离子水清洗；清洗后晾干；(9)检测、分析、表征对回收烧结制备的铁酸钙锭的形貌、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜分析仪进行铁酸钙形貌分析；用X射线衍射仪进行铁酸钙锭成分分析；结论：铁酸钙锭为深灰色锭状，产物纯度达97％。有益效果本专利技术与
技术介绍
相比具有明显的先进性，是针对废旧石膏制品数量多、存放难、处理难、污染严重的情况，以废旧石膏制品为原料，经酸洗、水洗、干燥、破碎、配料混合、热压成型、真空高温烧结，制成铁酸钙锭，使废旧石膏得以回收再利用，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，产物纯度达97％，可在炼钢中作为脱磷剂使用，是先进的废旧石膏回收再利用的方法。附图说明图1、铁酸钙锭真空烧结状态图图2、铁酸钙锭扫描电镜形貌图图3、铁酸钙锭烧结过程中的脱硫率和硫含量图图4、铁酸钙锭烧结后X射线衍射图谱图中所示，附图标记清单如下：1、真空烧结炉，2、炉座，3、炉盖，4、电阻加热器，5、出气管阀，6、外水循环冷却管，7、进水阀，8、出水阀，9、工作台，10、钢制坩埚，11、铁酸钙锭，12、炉腔，13、真空泵，14、真空阀，15、真空管，16、氩气瓶，17、氩气阀，18、氩气管，19、氩气，20、显示屏，21、指示灯，22、电源开关，23、加热温度控制器，24、真空泵控制器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步说明：图1所示，为铁酸钙锭烧结状态图，各部位置、连接关系要正确，按序烧结。制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以克、毫升、厘米3为计量单位。铁酸钙锭的烧结是在真空烧结炉内进行的，是在抽真空、输氩气、电阻加热状态下完成的；真空烧结炉为立式，真空烧结炉1的下部为炉座2、上部为炉盖3、内部为炉腔12；真空烧结炉1的外部由外水循环冷却管6环绕，并由进水阀7、出水阀8连接外部水源；真空烧结炉1内底部设有工作台9，在工作台9上部为钢制坩埚10，钢制坩埚10上部置放铁酸钙锭11，在真空烧结炉1的内壁上设有电阻加热器4，炉腔12内由氩气19充填；在电阻加热炉1的右上部设有出气管阀5；在真空烧结炉1的右部设有真空泵13，真空泵13上部设有真空阀14、真空管15，并连通炉腔12；在真空烧结炉1的左部设有氩气瓶16、氩气瓶16上部设有氩气阀17、氩气管18，并向炉腔12内输入氩气19；在炉座2上设有显示屏20、指示灯21、电源开关22、加热温度控制器23、真空泵控制器24。图2所示，为铁酸钙锭扫描电镜形貌图，图中所示，未见CaSO4相，生成铁酸钙为2CaO·Fe2O3。图3所示，为铁酸钙锭烧结过程中的脱硫率和硫含量图，图中所示，随着烧结时间的延长，铁酸钙锭中的硫含量逐渐减少，脱硫率逐渐提高，脱硫率达98％。图4所示，为烧结后铁酸钙锭的X射线衍射图谱，图中所示，烧结后产物主要为铁酸钙，有少量的未反应的氧化铁。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：废旧石膏、氧化铁粉、碳粉、盐酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位废旧石膏：CaSO4 1000g±0.1g氧化铁粉：Fe2O3 500g±0.1g碳粉：C 500g±0.1g盐酸：HCl 浓度37％ 500mL±10mL去离子水：H2O 2000mL±10mL氩气：Ar 8000000cm3±100cm3制备方法如下：(1)配制盐酸水溶液，量取盐酸166.6mL±1mL、去离子水833.4mL±1mL，加入洗涤槽内，搅拌10min，成2mol/L的盐酸水溶液；(2)酸洗废旧石膏将废旧石膏1000g±0.1g加入盐酸水溶液洗涤槽内，并密闭；开启搅拌器，搅拌洗涤10min；酸洗后晾干；(3)水洗废旧石膏将酸洗后的废旧石膏加入水洗槽内，开启搅拌器，搅拌洗涤30min，水洗后晾干；(4)粉碎、研磨、过筛废旧石膏将废旧石膏加入粉碎机内粉碎，粉碎后的废旧石膏置于研磨机内，进行研磨，然后用200目、230目筛网分别过筛；粉碎、研磨、过筛反复进行；粉碎、研磨、过筛后废旧石膏呈粉体颗粒状，选用颗粒直径为61‑74μm；(5)混料称取粉碎、研磨后的废旧石膏颗粒360g±0.1g、氧化铁粉90g±0.1g、碳粉50g±0.1g；加入混料槽内，搅拌混合30min，成混合料粉；(6)压制成型①制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作,模具型腔呈矩形,型腔表面粗糙度Ra0.08‑0.16μm；②装料将混合料粉均匀装入开合式模具内，并密闭；③热压成型将装有混合料粉的开合式模具置于压力机上，进行压制；压制温度25℃，压力4MPa；压制成型时间3min；压制成型后，停止施压，使开合式模具及其内的混合料粉静置20min；④脱模开启开合式模具，混合料粉成石膏锭；(7)真空烧结石膏锭的烧结是在真空烧结炉内进行的，是在抽真空、输氩气、电阻加热状态下完成的；①清洁真空烧结炉，并用氩气驱除炉内有害气体，使炉内洁净；②置放石膏锭将石膏锭置于真空烧结炉内的钢制坩埚内，并密闭；③开启真空泵，抽取真空烧结炉内的空气，使炉内气压达10‑1Pa；④开启氩气管，向真空烧结炉内输入氩气，氩气输入速度100cm3/min，使炉内气压强达105Pa，并恒定；⑤开启电阻加热器，加热烧结温度1100℃±2℃，烧结时间240min；⑥烧结后停止加热，继续输氩气，使石膏锭随炉冷却至25℃；石膏锭在电阻加热、烧结过程中将发生化学反应，反应方程式如下：式中：2CaO·Fe2O3：铁酸钙CO2：二氧化碳SO2：二氧化硫⑦停止输氩气，开炉取出铁酸钙锭；⑧清理、清洗将铁酸钙锭置于钢制平板上，用砂纸打磨铁酸钙锭周边及正反表面，然后用去离子水清洗；清洗后晾干；(9)检测、分析、表征对回收烧结制备的铁酸钙锭的形貌、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜分析仪进行铁酸钙形貌分析；用X射线衍射仪进行铁酸钙锭成分分析；结论：铁酸钙锭为深灰色锭状，产物纯度达97％。...
【技术特征摘要】
1.一种用废旧石膏制备铁酸钙锭的方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：废旧石膏、氧化铁粉、碳粉、盐酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位废旧石膏：CaSO41000g±0.1g氧化铁粉：Fe2O3500g±0.1g碳粉：C500g±0.1g盐酸：HCl浓度37％500mL±10mL去离子水：H2O2000mL±10mL氩气：Ar8000000cm3±100cm3制备方法如下：(1)配制盐酸水溶液，量取盐酸166.6mL±1mL、去离子水833.4mL±1mL，加入洗涤槽内，搅拌10min，成2mol/L的盐酸水溶液；(2)酸洗废旧石膏将废旧石膏1000g±0.1g加入盐酸水溶液洗涤槽内，并密闭；开启搅拌器，搅拌洗涤10min；酸洗后晾干；(3)水洗废旧石膏将酸洗后的废旧石膏加入水洗槽内，开启搅拌器，搅拌洗涤30min，水洗后晾干；(4)粉碎、研磨、过筛废旧石膏将废旧石膏加入粉碎机内粉碎，粉碎后的废旧石膏置于研磨机内，进行研磨，然后用200目、230目筛网分别过筛；粉碎、研磨、过筛反复进行；粉碎、研磨、过筛后废旧石膏呈粉体颗粒状，选用颗粒直径为61-74μm；(5)混料称取粉碎、研磨后的废旧石膏颗粒360g±0.1g、氧化铁粉90g±0.1g、碳粉50g±0.1g；加入混料槽内，搅拌混合30min，成混合料粉；(6)压制成型①制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作,模具型腔呈矩形,型腔表面粗糙度Ra0.08-0.16μm；②装料将混合料粉均匀装入开合式模具内，并密闭；③热压成型将装有混合料粉的开合式模具置于压力机上，进行压制；压制温度25℃，压力4MPa；压制成型时间3min；压制成型后，停止施压，使开合式模具及其内的混合料粉静置20min；④脱模开启开合式模具，混合料粉成石膏锭；(7)真空烧结石膏锭的烧结是在真空烧结炉内进行的，是在抽真空、输氩气、电阻加热状态下完成的；①清洁真空烧结炉，并用氩气驱除炉内有害气体，使炉内洁净；②置放石膏锭将石膏锭置于真空烧结炉内的钢制坩埚内，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金玲，于彦冲，王社斌，刘阳力，张安贵，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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