一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺制造技术

本发明专利技术属于盐化工业废弃物再利用技术领域，公开了一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，包括如下步骤：步骤1，将氯化钙溶液与老卤混合并搅拌，得到氯化钠和二水石膏的混合溶浆；步骤2，将混合溶浆脱盐洗涤，得到提纯后的二水石膏浆体；步骤3，将二水石膏浆体调节为酸性，并加入活度剂和转晶剂，利用常压水热法制备α‑半水石膏；步骤4，固液分离；步骤5，脱盐脱酸洗涤；步骤6，干燥，得到高强石膏成品。本发明专利技术的有益效果包括：有效控制中间体二水石膏晶体的积极生长，提高了高强石膏的强度；采用常压水热法能耗低、投资少、晶型易控制；有效解决固废问题，符合工业绿色可持续发展需求。

A Process for Preparing High Strength Gypsum from Salt Chemical Waste

The invention belongs to the technical field of reuse of salt chemical industrial wastes, and discloses a process for preparing high strength gypsum from salt chemical wastes, which includes the following steps: step 1, mixing calcium chloride solution with old brine and stirring to obtain mixed slurry of sodium chloride and gypsum dihydrate; step 2, desalting and washing the mixed slurry to obtain purified gypsum dihydrate slurry; step 3, mixing and mixing calcium chloride solution with old brine to obtain mixed slurry of sodium chloride and gypsum dihydrate The gypsum paste is acidic, and the activity agent and crystallization agent are added to prepare alpha-hemihydrate gypsum by atmospheric pressure hydrothermal method; step 4, solid-liquid separation; step 5, desalination, deacidification and washing; step 6, drying, high-strength gypsum products are obtained. The beneficial effects of the invention include: effectively controlling the active growth of intermediate dihydrate gypsum crystal, improving the strength of high-strength gypsum; adopting atmospheric hydrothermal method has the advantages of low energy consumption, low investment and easy crystal control; effectively solving the solid waste problem, and meeting the needs of green sustainable development of industry.

【技术实现步骤摘要】
一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺
本专利技术涉及盐化工业废弃物再利用
，尤其是涉及一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺。
技术介绍
氯碱行业原料盐无论是固体盐或液体盐都存在脱除硫酸根问题。目前所采用的脱除硫酸根有传统的氯化钡法或新建的膜法，其中氯化钡法沉淀的硫酸钡作为固废处理，污染环境，资源浪费，同时氯化钡对人体有害；膜法是对硫酸根离子富集得到十水芒硝，已产能过剩。而利用氨碱法纯碱厂副产的氯化钙废液为原料，将硫酸根转化为二水硫酸钙(即二水石膏)，然后进一步脱水可制备α型半水石膏胶凝材料，即高强石膏。高强石膏作为一种胶凝材料具有强度高、水化热低、轻质、体积稳定性好等特点，在建筑、模具、轻工业等多方面广泛应用。现有工艺制备出的高强石膏尺寸偏小、强度偏低，主要原因为：用于制备高强石膏的中间体二水硫酸钙内部结构缺陷较多，晶体形貌不能准确控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，解决现有技术中高强石膏尺寸偏小、强度偏低的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，包括如下步骤：步骤1，将氯化钙溶液与老卤混合并搅拌，得到氯化钠和二水石膏的混合溶浆；步骤2，将混合溶浆脱盐洗涤，得到提纯后的二水石膏浆体；步骤3，将二水石膏浆体调节为酸性，并加入活度剂和转晶剂，利用常压水热法制备α-半水石膏；步骤4，固液分离，溶液循环用于步骤3，固体进入步骤5；步骤5，脱盐脱酸洗涤；步骤6，干燥，得到高强石膏成品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：有效控制中间体二水石膏晶体的积极生长，提高了高强石膏的强度；采用常压水热法能耗低、投资少、晶型易控制；有效解决固废问题，符合工业绿色可持续发展需求。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图；图2是在活性剂影响下二水石膏晶体的脱水率；图3是二水石膏在酸性溶液中的溶解度。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，包括如下步骤：步骤1，将氯化钙溶液与老卤混合并搅拌，得到氯化钠和二水石膏的混合溶浆。所述氯化钙溶液的氯化钙浓度为30～45％；所述老卤的硫酸钠浓度为20～35％；所述氯化钙溶液与老卤的温度是45～65℃；所述混合是快速混合，混合过程在5～15min内完成；所述搅拌的速率为60～90rpm，时间为1.5～3h。步骤2，将混合溶浆脱盐洗涤，得到提纯后的二水石膏浆体。步骤3，将二水石膏浆体调节为酸性，并加入活度剂和转晶剂，利用常压水热法制备α-半水石膏。所述二水石膏浆体的二水石膏粒径是100～300μm；所述常压水热法的温度为95～99℃；所述酸性的PH值为1～3；所述活度剂为浓度为23～27％的氯化钙溶液；所述转晶剂可选用一种多元羧酸盐，一种络阴离子，接近中性。步骤4，固液分离，溶液循环用于步骤3，固体进入步骤5。步骤5，脱盐脱酸洗涤。步骤6，干燥，得到高强石膏成品。本工艺可分为制备中间体二水石膏，和制备α-半水石膏两部分，即先由硫酸钠和氯化钙反应，得到二水石膏，然后以二水石膏为原料，通过常压水热反应制备α型半水石膏胶凝材料。二水石膏在本体系中充当着中间体的角色，在常压水热反应过程中，二水石膏的晶体形态是α型半水石膏性能好坏的决定性因素之一。影响二水硫酸钙晶体形貌的主要因素包括：反应温度、溶液浓度、搅拌条件、反应时间控制、媒晶剂等。温度是影响二水石膏晶体形貌的重要因素，常温条件下的晶体形貌为细针状居多，长度在5～25微米之间，粒径在3微米以下；升温至40℃的晶体有明显增大，长度达到30微米以上(一些细小碎晶除外)，长径比变化不大；而温度达到50℃和65℃时，晶体粒径有较大提升，初步判定工艺适宜的温度为50～65℃。为了较准确地控制反应条件，进一步设计实验组，分别在45～70℃区间等间距设置温度，用700倍电子显微镜观察得到的二水石膏晶体的形貌。在45℃的条件下反应4h得到的晶体形貌为：晶体均匀性较好，尺寸偏小，反应时间过长；在50℃条件下反应3.5h得到的晶体形貌为：晶体均匀性好，晶体长度为20～120μm区间；在55℃条件下反应2h得到的晶体形貌为：晶体的长度为15～100μm之间，长径比较大，晶体在该区间内分布；在60℃条件下2h得到晶体形貌，晶体长度为20～100μm，长径比8～15；在65℃条件下反应2h得到的晶体形貌为：长度30～120μm，长径比5～10；在70℃条件下得到的晶体形貌为：晶体长度15～120，长径比5～15，均匀性差。因此，反应温度方面，整体上高温有利于晶体的生长，进而得到尺寸较大的晶体，但是过高温度不利于晶体的均匀生长容易产生较多缺陷，且增大生产成本和设备维护难度，故后期工业生产中推荐控制温度为45～65℃。反应溶液的浓度对二水石膏晶体形貌有一定的影响，当反应物的浓度过大时，反应的动力学条件促进反应快速进行，在短时间内反应进行，在晶体成核和生长过程中，成核点多，生长过程相对偏弱，得到的晶体颗粒偏小，晶体发育不完整，缺陷居多；当反应溶液浓度过低时，反应慢速进行，可改善上述晶体较小、缺陷多的问题，但当反应溶液的浓度过低时，在实际生产中增加了水的消耗，同时延长了反应时间，降低生产效率。在前期的试验结果基础上，分别选定不同的反应物浓度，如表1所示，观察得到的二水石膏晶体的形貌。设定反应的温度为55℃，反应物的混合时间为3min。表1组别CaCl2溶液浓度(％)Na2SO4溶液浓度(％)A组20饱和B组405C组40饱和D组4010E组4020F组4015。A组为20％CaCl2溶液与饱和Na2SO4溶液混合得到的晶体，其形貌为：以长须状的晶体为主，长度为50～60μm左右，在横向上差异较大，范围较广3-26μm，均匀性较差。B组为其它反应条件一致的情况下CaCl2溶液为40％，Na2SO4溶液的浓度为5％，反应2h得到的二水石膏晶体，其形貌为：晶体整体的均匀性较好，长度处在50～80μm范围内，晶体的长径比为5～10:1，二水石膏晶须发育较为完整，但由于硫酸钠的浓度较低，反应需要较长的时间，在工业化过程中选择该组的反应参数降低生产效率。C组为在其它反应条件一致的条件下，CaCl2溶液为40％，Na2SO4溶液的浓度为32％，反应一小时得到的晶体，其形貌为：晶体发育较为粗壮，晶须的长度约为120μm左右，长径比3～7:1，发育较为完整。D组为CaCl2溶液为40％，Na2SO4溶液的浓度为10％，反应一小时得到的晶体，其形貌为：晶体较为细，直径不足10μm，与C组结果相比相差甚远，均匀性较差。E组为CaCl2溶液为40％，Na2SO4溶液的浓度为20％，反应一小时得到的晶体，其形貌为：晶体整体的均匀性较好，呈现平行四边形的形状，相对于D组有很大的改善，但相对于C组晶体的直径较小，仅为10μm左右。F组为在CaCl2溶液为40％，Na2SO4溶液的浓度为15％，反应一小时得到的晶体，其形貌为：晶体较为细小。上述实验主要调整了Na2SO4溶液的浓度，从实验结果可以看出随着Na2SO4溶液浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，包括如下步骤：步骤1，将氯化钙溶液与老卤混合并搅拌，得到氯化钠和二水石膏的混合溶浆；步骤2，将混合溶浆脱盐洗涤，得到提纯后的二水石膏浆体；步骤3，将二水石膏浆体调节为酸性，并加入活度剂和转晶剂，利用常压水热法制备α‑半水石膏；步骤4，固液分离，溶液循环用于步骤3，固体进入步骤5；步骤5，脱盐脱酸洗涤；步骤6，干燥，得到高强石膏成品。

【技术特征摘要】
1.一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，包括如下步骤：步骤1，将氯化钙溶液与老卤混合并搅拌，得到氯化钠和二水石膏的混合溶浆；步骤2，将混合溶浆脱盐洗涤，得到提纯后的二水石膏浆体；步骤3，将二水石膏浆体调节为酸性，并加入活度剂和转晶剂，利用常压水热法制备α-半水石膏；步骤4，固液分离，溶液循环用于步骤3，固体进入步骤5；步骤5，脱盐脱酸洗涤；步骤6，干燥，得到高强石膏成品。2.根据权利要求1所述的一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，其特征在于：步骤1中，所述氯化钙溶液的氯化钙浓度为30～45％，所述老卤的硫酸钠浓度为20～35％。3.根据权利要求1所述的一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，其特征在于：步骤1中所述氯化钙溶液与老卤的温度是45～65℃。4.根据权利要求1所述的一种盐化工废弃物制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋向阳，袁绍明，阮坚，李治高，张立武，
申请(专利权)人：湖北双环科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42