【技术实现步骤摘要】
本专利技术本申请涉及磷石膏预处理方法，特别是涉及复合碳材同步改性的阵列激光烧蚀磷石膏预处理方法。
技术介绍
1、磷石膏作为建材，是一种隔热耐高温的通用原材料，由于其中含有可溶解和晶体形式的磷、氟、羧酸酯和烷烃的衍生物等杂质，尤其是后两者制约了其直接使用的可能。通常需要采用化学、物理、生物法将其进行除杂预处理才能获用。
2、其中，化学方法包括石灰法、酸法。而物理方法有更多选项，包括水洗、浮选、球磨、筛分、自然风吹、热处理法。水洗方法容易损失质量、浮选静置时间长、球磨通过改型结构入手，通常需要结合其他方法，筛分容易筛不到位，自然风吹容易适得其反，引入其他大气中的颗粒物杂质，且在无风条件下过程更会延长。热处理法通常是指煅烧，但是煅烧中往往采用批量，温度升温不均匀，升温过程久，对于炉内积压在下方的待处理磷石膏而言，产生的气体难以高效地排除。磷石膏由于力学性能不佳，通常需要考虑其他材料的改性，现有技术中预处理并未考虑在预处理过程中同步进行改性的可能，从而需要拿到预处理后的石膏再进行二次改性工艺。整体流程效率不高。并且改性的空间也有待提高。
技术实现思路
1、基于上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种可行的同步改性的方法，并且考虑更为完善的激光烧蚀方法。鉴于这两个方面的考虑，本专利技术提供基于复合碳材同步改性的阵列激光烧蚀磷石膏预处理方法，包括如下步骤：
2、s1将磷石膏原料进行球磨，将球磨完成的原料平铺，送入阵列激光烧蚀炉；
3、s2 启动阵列激光烧蚀炉
4、s3根据确定的移动速度和用时，阵列激光烧蚀炉中批量处理平铺的原料，每处理完一批平铺原料，在其表面喷洒含碳材的悬浮系，最后烘干而预处理完毕。
5、可以理解的是，由于采用球磨方式，使得磷石膏变为细颗粒，通过行走阵列激光烧蚀，高效地聚热以及挥发气体除杂，通过通风排风带走。通过红外线测温以确定行走速度和用时，确保烧蚀温度在预设的范围内。当行走速度不同，在统一烧蚀区域因往复作用的频次不同，产热升温的情况也不同，因此需要考虑行走速度和用时，这与平铺的尺寸相关。当速度过慢，局部会产生蒸烟，带走石膏成分，过快则升温效率不高。由于激光烧蚀的作用时间短，升温快，因此比传统的整体加热效率高。
6、可选地，球磨之后的原料在40-150目的颗粒度。
7、可选地，将球磨完成的原料采用隔热陶瓷盘进行平铺。
8、优选地，采用摇床振荡将装入隔热陶瓷盘中的球磨完成的原料进行平铺。
9、更优选地，所述平铺的厚度为0.3-1cm。
10、所述阵列激光烧蚀炉包括带支脚的炉体, 所述炉体上分别供传送带进和出的进口和出口，设置在进口和出口的两道封门，设置在所述封门所在侧面的一个通风口，以及另一所述封门所在侧面的一个抽风口，设置在与通风口和抽风口所在侧面相异的一侧面上的至少两个红外测温口，供红外测温枪插入对炉内平铺原料表面进行多点温度测试，以及设置在所述炉体顶部的移动式阵列激光，其中，所述炉体具有内腔，可放置平铺的球磨完成的原料，以进行激光烧蚀除杂。
11、可选地，所述移动式阵列激光包括阵列式激光头，供所述阵列式激光头设置的移动架，炉体顶部上表面两端设置的平行导轨，与所述移动架连接的、在炉体顶部外上表面设置的导块，用于与所述平行导轨配合，且通过穿过所述导块顶部的螺接部的一根丝杆和穿过所述导块顶部第二接部的一根滑杆或另一根丝杆，由至少一部电机带动，使得所述螺接部和所述第二接部作第一往复移动。
12、可选地，在所述移动架顶部设置、且位于所述炉体的顶部下表面之下的第二导块连接，从而使得移动架相对第二导块作与所述第一往复移动移动方向相垂直的第二往复运动。
13、容易理解的是，至少一个实施的方案是，在移动架上设置丝杆结构，螺接穿过第二导块，以实现移动架相对第二导块的往复运动。
14、可选地，所述阵列式激光头的形式为方阵或者单排，所包含的激光头的总个数为3-9个。
15、优先地，第一往复移动与第二往复运动同时进行，使得所述阵列式激光头中每一个射在平铺的原料上的光斑的移动按照所述预设的路线为之字形轨迹或逐行扫描运动轨迹进行。
16、优选地，所述激光头为固态激光器，照射光斑直径为5-11mm。
17、可以理解的是，适当调整第一往复移动与第二往复运动的往返幅度和运动时机，通过逐行扫描运动使得平铺材料能够被全覆盖照射，且相邻激光头的光斑的由第二往复运动形成的多个照射范围之间无交叠区域，或者几乎无交叠区域。这样被烧蚀的材料中的杂质被升温而气化，从而通过通风和排风作用输运离开炉体内腔。
18、可选地，移动速度范围为1-10cm/s，激光功率密度500-1500w/cm2。由此根据隔热陶瓷盘的长宽以及除杂效果的检测后决定总用时。按照1500w/cm2计算，以石膏1.1kj/(kg·℃)的比热容计算，在60cm×40cm×1cm平铺球磨过的磷石膏体积一次处理，定点只需约0.1-0.2s在一个~1cm2的光斑下即可升温到800℃左右，因此按照第一往复运动方向在60cm 维度上，单排激光头，理想状态下只需约6s即可完成除杂。时产约0.3吨除杂石膏，若加装方阵型激光头，用时还可至少减半，增加阵列激光烧蚀炉的台数比如2-3台，则可满足时产2-3吨数量级要求。
19、优选地，所述炉体顶部中央具有一通槽，供所述第二导块穿过以连接所述导块，且所述通槽两侧设置有胶皮副，以使得第一往复运动中，所述第二导块未处于的所有地点上的所述通槽被所述胶皮副掩蔽，且第二导块移动到所到之处时，所述胶皮副位于所到之处及附近的部分才被撑开。
20、可选地，各激光头引出的线形成线束且撑开胶皮副而穿过所述通槽引向炉体外。
21、优选地，所述通风口被配置为，其最下端处位于隔热陶瓷盘的顶部所在平面之上的空间，所述抽风口被配置为，其最下端高于通风口的最上端，且所述通风口和所述抽风口的轴线分别配置为靠近炉体相对的两侧内壁。由此在炉体内腔较易形成回旋气流，更容易使得气流导向而带出烧蚀后的气体。
22、优选地，所述通风流量与抽风流量相等，且都为500-10000sccm。
23、优选地，所述喷洒含碳材的悬浮系中的碳材为石墨烯或负载富勒烯球（fuller）的氧化石墨烯（go），所述悬浮剂为纯水。
24、优选地，在喷洒同时对载有除杂完毕的原料的隔热陶瓷盘进行摇床振荡。由此可以均匀覆盖原料颗粒的表面。
25、可选地，所述烘干温度为60-100℃。
26、进一步地，s3之后还包括s4将干燥完毕的改性料加入石灰浆和水，搅拌配置成浆料。
27、可选地，所述处理方法采用预处理流水线进行，所述预处理流水线按照工艺流程顺序依次包括：球磨区，用于将磷石膏原料进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于复合碳材同步改性的阵列激光烧蚀磷石膏预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将球磨完成的原料采用隔热陶瓷盘进行平铺,球磨之后的原料在40-150目的颗粒度，采用摇床振荡将装入隔热陶瓷盘中的球磨完成的原料进行平铺，所述平铺的厚度为0.3-1cm。
3.根据权利要求1，2中任一项所述的方法，其特征在于，所述阵列激光烧蚀炉包括带支脚的炉体, 所述炉体上分别供传送带进和出的进口和出口，设置在所述进口和出口的两道封门，设置在所述封门所在侧面的一个通风口，以及另一所述封门所在侧面的一个抽风口，设置在与通风口和抽风口所在侧面相异的一侧面上的至少两个红外测温口，供红外测温枪插入对炉内平铺原料表面进行多点温度测试，以及设置在所述炉体顶部的移动式阵列激光，其中，所述炉体具有内腔，可放置平铺的球磨完成的原料，以进行激光烧蚀除杂；所述移动式阵列激光包括阵列式激光头，供所述阵列式激光头设置的移动架；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述移动架顶部设置、且位于所述炉体的顶部下表面之下的第二导块连接，从而使得移动
5.根据权利要求3所述的方法，所述阵列式激光头的形式为方阵或者单排，所包含的激光头的总个数为3-9个；
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述炉体顶部中央具有一通槽，供所述第二导块穿过以连接所述导块，且所述通槽两侧设置有胶皮副，以使得第一往复运动中，所述第二导块未处于的所有地点上的所述通槽被所述胶皮副掩蔽，且第二导块移动到所到之处时，所述胶皮副位于所到之处及附近的部分才被撑开，各激光头引出的线形成线束且撑开胶皮副而穿过所述通槽引向炉体外。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通风口被配置为，其最下端处位于隔热陶瓷盘的顶部所在平面之上的空间，所述抽风口被配置为，其最下端高于通风口的最上端，且所述通风口和所述抽风口的轴线分别配置为靠近炉体相对的两侧内壁。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷洒含碳材的悬浮系中的碳材为石墨烯或负载富勒烯球（Fuller）的氧化石墨烯（GO），所述悬浮剂为纯水，所述碳材在除杂后的原料中质量占比为0.02-0.04%, 在喷洒同时对载有除杂完毕的原料的隔热陶瓷盘进行摇床振荡。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3之后还包括S4将干燥完毕的改性料加入石灰浆和水，搅拌配置成浆料。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法采用预处理流水线进行，所述预处理流水线按照工艺流程顺序依次包括：球磨区，用于将磷石膏原料进行球磨，上料区，用于将适量的球磨后的原料送入摇床振荡平铺区中的隔热陶瓷盘中，摇床振荡平铺区，用于通过摇床振荡将送入隔热陶瓷盘中的球磨后的原料平铺，除杂区，采用所述阵列激光烧蚀炉对平铺的球磨后的原料进行激光烧蚀除杂，改性区，用于摇床振荡同时向除杂后的原料表面施加含碳材的悬浮系，干燥区，用于将改性后的原料进行烘干，下料区，将烘干后的原料进行收集，并空出隔热陶瓷盘通过传送带继续传回入摇床振荡平铺区，继续上料，以此不断循环。
...【技术特征摘要】
1.基于复合碳材同步改性的阵列激光烧蚀磷石膏预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将球磨完成的原料采用隔热陶瓷盘进行平铺,球磨之后的原料在40-150目的颗粒度，采用摇床振荡将装入隔热陶瓷盘中的球磨完成的原料进行平铺，所述平铺的厚度为0.3-1cm。
3.根据权利要求1，2中任一项所述的方法，其特征在于，所述阵列激光烧蚀炉包括带支脚的炉体, 所述炉体上分别供传送带进和出的进口和出口，设置在所述进口和出口的两道封门，设置在所述封门所在侧面的一个通风口，以及另一所述封门所在侧面的一个抽风口，设置在与通风口和抽风口所在侧面相异的一侧面上的至少两个红外测温口，供红外测温枪插入对炉内平铺原料表面进行多点温度测试，以及设置在所述炉体顶部的移动式阵列激光，其中，所述炉体具有内腔，可放置平铺的球磨完成的原料，以进行激光烧蚀除杂；所述移动式阵列激光包括阵列式激光头，供所述阵列式激光头设置的移动架；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述移动架顶部设置、且位于所述炉体的顶部下表面之下的第二导块连接，从而使得移动架相对所述第二导块作与所述第一往复移动移动方向相垂直的第二往复运动。
5.根据权利要求3所述的方法，所述阵列式激光头的形式为方阵或者单排，所包含的激光头的总个数为3-9个；
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述炉体顶部中央具有一通槽，供所述第二导块穿过以连接所述导块，且所述通槽两侧设置有胶皮副，以使得第一往复运动中，所述第二导块未处于的所有地点上的所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王桂廷，曾现伟，张亚洲，
申请(专利权)人：泰山石膏湖北有限公司，
类型：发明
国别省市：
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