一種複合改性劑改性氟石膏的方法
2023-06-10 10:23:26 1
一種複合改性劑改性氟石膏的方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合改性劑改性氟石膏的方法，將氟石膏研磨過篩後在180-220℃進行熱處理1-2h；按重量份數在100份熱處理後的氟石膏中加入0.5-1.2份矽酸鹽水泥、0.7-1.3份鋼渣、0.7-1.5份電石渣、0.8-1.2份磷石膏、1.0-1.5份三聚磷酸鈉、1.0-1.5份鈣芒硝、0.2-0.5份水稻秸稈纖維、0.2-0.5份酒石酸、0.3-0.8份三聚磷酸鈉、0.2-0.8份聚丙烯纖維、0.3-0.5份丙烯酸鎂、0.5-1.0份改性棉花秸稈纖維、1-2份聚羧酸改性劑、0.5-1.2份廢菌絲、0.3-0.8份刨花、0.5-1.2份氧化鋁；研磨粉碎後在50-80℃，保溫5-10h。本發明提出的方法改性後的氟石膏凝結時間短，氟石膏的力學強度優異，且保護了環境，節約了成本。
【專利說明】 一種複合改性劑改性氟石膏的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石膏【技術領域】，尤其涉及一種複合改性劑改性氟石膏的方法。
【背景技術】
[0002]氟石膏是氫氟酸及氟鋁酸鈉生產過程中的主要副產品，主要產自無機氟化物和有機氟化物生產廠及其它氫氟酸生產廠。每生產1〖氫氟酸生成大約3.6〖無水氟石膏。氟石膏的主要成分為硫酸鈣，並含有部分氟化鈣和其他氟化物，而且有時112304含量很高，使得排出的氟石膏呈酸性，屬強腐蝕性有毒有害廢物，未加處理的氟石膏不能直接置棄，也難以被利用。又因為氟石膏溶解度較低且溶解速度慢，凝結時間很長，水化硬化體強度很小，這些缺陷限制了其應用。目前，除部分氟石膏被利用外，大部分作為一般固體廢棄物被堆存，不僅佔用土地，同時其中的有害物質也會對水體產生汙染，對自然環境產生威脅。因此，如何對氟石膏進行改性，解決氟石膏歷史堆存問題，使其變廢為寶，實現石膏資源的綜合利用是一個非常迫切的問題。
【發明內容】
[0003]本發明提出了一種複合改性劑改性氟石膏的方法，該方法改性後的氟石膏凝結時間短，力學強度高，且保護了環境，節約了成本。
[0004]本發明提出了一種複合改性劑改性氟石膏的方法，包括以下步驟:
[0005]31、將生產氫氟酸後的廢渣氟石膏研磨過篩後進行熱處理，熱處理溫度為180-2201，時間為 1-211 ；
[0006]32、按重量份在100份31中熱處理後的氟石膏中加入0.5-1.2份矽酸鹽水泥、0.7-1.3份鋼渣、0.7-1.5份電石渣、0.8-1.2份磷石膏、1.0-1.5份三聚磷酸鈉、1.0-1.5份鈣芒硝、0.2-0.5份水稻秸杆纖維、0.2-0.5份酒石酸、0.3-0.8份三聚磷酸鈉、0.2-0.8份聚丙烯纖維、0.3-0.5份丙烯酸鎂、0.5-1.0份改性棉花秸杆纖維、1-2份聚羧酸改性劑、0.5-1.2份廢菌絲、0.3-0.8份刨花、0.5-1.2份氧化鋁，攪拌均勻，靜置10-2011得到中間氟石骨；
[0007]所述改性水稻秸杆纖維按照以下工藝製備而成:將棉花秸杆放入粉碎機中粉碎，然後放入質量分數為4-8被％的雙氧水中，升溫至30-351，保溫浸泡70-90111111，用清水將其清洗至中性，按照水:棉花秸杆:氫氧化鈉為50:1:0.5的質量比加入到磁力攪拌器中，設定溫度為100-1501，加熱20-30111111，過濾，將濾渣清洗至中性；
[0008]所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將50-100份甲基丙烯酸、60-80份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液八，將50-80份甲基丙烯磺酸鈉與10-15份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液8，將溶液8加入到溶液八中後，利用20-35-11滴加過硫酸鉀水溶液，升溫至60-801^，保溫60-150111111，用氫氧化鈉調節邱至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1-1.6份；
[0009]所述廢菌絲按照以下工藝製備而成:將青黴素廢菌絲體在80-1201保溫1-31！，放入粉碎機粉碎後過篩,將過篩後的青黴素廢菌絲體加入到水中，使青黴素廢菌絲體的質量分數為30-45wt %，調節pH至7-9，升溫至90_110°C，攪拌保溫90_130min，過濾，將濾液蒸發；
[0010]S3、將S2中得到的中間氟石膏研磨粉碎後放入烘箱中，設置烘箱的溫度為50-80°C，保溫 5-1 Oh。
[0011]優選地，在SI中，熱處理溫度為190-200°c，時間為1.4-1.6h。
[0012]優選地，在SI中，熱處理溫度為195°C，時間為1.5h。
[0013]優選地，所述鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉的比表面積為510_550m2/kg。
[0014]優選地，在S2中，按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.8-1.0份矽酸鹽水泥、1.0-1.2份鋼渣、1.2-1.4份電石渣、0.9-1.1份磷石膏、1.2-1.4份三聚磷酸鈉、1.2-1.4份I丐芒硝、0.3-0.4份水稻稻杆纖維、0.3-0.4份酒石酸、0.4-0.6份三聚磷酸鈉、0.4-0.6份聚丙烯纖維、0.35-0.45份丙烯酸鎂、0.7-0.9份改性棉花秸杆纖維、1.2-1.6份聚羧酸改性劑、0.8-1.0份廢菌絲、0.5-0.7份刨花、0.8-1.0份氧化鋁。
[0015]優選地，在S2中，按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.9份矽酸鹽水泥、1.1份鋼渣、1.3份電石渣、1.0份磷石膏、1.3份三聚磷酸鈉、1.3份鈣芒硝、0.36份水稻秸杆纖維、0.37份酒石酸、0.45份三聚磷酸鈉、0.46份聚丙烯纖維、0.42份丙烯酸鎂、0.85份改性棉花秸杆纖維、1.35份聚羧酸改性劑、0.9份廢菌絲、0.63份刨花、0.9份氧化招。
[0016]優選地，在S2中，所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將70-85份甲基丙烯酸、70-75份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液A，將60-70份甲基丙烯磺酸鈉與12-14份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中後，在25-30min加入過硫酸鉀水溶液，升溫至70_75°C，保溫80_120min，用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.2-1.4份。
[0017]優選地，在S2中，所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將80份甲基丙烯酸、72份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液麼，將65份甲基丙烯磺酸鈉與13份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中後，在28min加入過硫酸鉀水溶液，升溫至73°C，保溫lOOmin，用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.3份。
[0018]本發明所述複合改性劑改性氟石膏的方法，採用了研磨粉碎和熱處理，改變、破壞了改性後氟石膏的結晶格子，增加了晶格畸變和缺陷，增大了其比表面積和表面結構的不規則性，提高了改性後氟石膏的水化活性，促進了改性後氟石膏的硬化性；改性過程中，添加的鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉磨後的鋼渣粉晶格結構和表面物理化學性質發生了變化，晶格結構的變化主要反映為尺寸減小，增大了鋼渣與水的接觸面積，晶格應變增大，提高了鋼渣與水的作用力，結構發生畸變，結晶度下降，減小了鋼渣晶體的結合鍵，水分子容易進入鋼渣內部，加速水化作用；添加的聚羧酸改性劑中強性基團的引入可以使合成的聚羧酸分子具有高減水性以及緩凝保坍性能，而烷氧基側鏈的引入使其具有一定的消泡功能，酯基的加入可調節合成的聚羧酸大分子的疏水性，加入到氟石膏中可以使氟石膏孔隙均一化程度提高，有利於增強氟石膏強度；添加的廢菌絲是改性後的青黴素廢菌絲體，青黴素廢菌絲體是製藥工業青黴素生產過程中產生的危險固體廢棄物，大量的青黴素廢菌絲體堆積給環境造成了很大的危害，利用生產青黴素廢菌絲體改性製備的廢菌絲加入到氟石膏中，一方面，可以使青黴素廢菌絲體資源化利用，實現變廢為寶，帶來環境效益；一方面，產品不與人或動物直接接觸，不存在安全隱患問題；另一方面，節約成本又能滿足使用要求，安全、有效、經濟且環境友好；添加了矽酸鹽水泥，縮短了氟石膏的凝結時間，提高了其抗壓強度；添加了水稻秸杆纖維、聚丙烯纖維、改性棉花秸杆纖維和刨花，其中的纖維均勻分布在氟石膏中，改性棉花秸杆纖維使其纖維束在氟石膏在中分布更加均勻，且各纖維束各向分布，各纖維起到拉結作用，提高了氟石膏的抗拉強度、抗彎強度，改善了其脆性斷裂；通過改性，改善了氟石膏的性能，使其凝結時間短，水化硬化體強度增強，使其變廢為寶，保護環境的同時節約了成本。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例對本發明做出詳細說明，應當了解，實施例只用於說明本發明，而不是用於對本發明進行限定，任何在本發明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發明的保護範圍內。
[0020]實施例1
[0021]本發明所述複合改性劑改性氟石膏的方法，包括以下步驟:
[0022]31、將生產氫氟酸後的廢渣氟石膏研磨過篩後進行熱處理，熱處理溫度為1801，時間為21！；
[0023]32、按重量份在100份31中熱處理後的氟石膏中加入0.5份矽酸鹽水泥、1.3份鋼渣、0.7份電石渣、0.8份磷石膏、1.5份三聚磷酸鈉、1.0份鈣芒硝、0.2份水稻秸杆纖維、
0.2份酒石酸、0.8份三聚磷酸鈉、0.2份聚丙烯纖維、0.5份丙烯酸鎂、0.5份改性棉花秸杆纖維、2份聚羧酸改性劑、1.2份廢菌絲、0.3份刨花、1.2份氧化鋁，攪拌均勻，靜置20卜得到中間氟石膏；
[0024]其中，所述鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉的比表面積為510！112八8 ；
[0025]所述改性棉花秸杆纖維按照以下工藝製備而成:將棉花秸杆放入粉碎機中粉碎，使其纖維長度為1.5(3%然後放入質量分數為8被％的雙氧水中，升溫至351，保溫浸泡70-1用清水將其清洗至中性，按照水:棉花秸杆:氫氧化鈉為50:1:0.5的質量比加入到磁力攪拌器中，設定溫度為1001，加熱30111111，過濾，將濾渣清洗至中性；
[0026]所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將100份甲基丙烯酸、80份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液八，將80份甲基丙烯磺酸鈉與15份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液8，將溶液8加入到溶液4中，之後滴加過硫酸鉀水溶液，滴加時間為35111111,升溫至80 V，保溫60111111，用氫氧化鈉調節邱至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.6份；
[0027]所述廢菌絲按照以下工藝製備而成:將青黴素廢菌絲體在801保溫3匕放入粉碎機粉碎後過篩，將過篩後的青黴素廢菌絲體加入到水中，使青黴素廢菌絲體的質量分數為30被％，調節邱至9，升溫至1101^，攪拌保溫90111111，過濾，將濾液蒸發；
[0028]33、將52中得到的中間氟石膏研磨粉碎後放入烘箱中，設置烘箱的溫度為501，保溫5匕。
[0029]實施例2
[0030]本發明所述複合改性劑改性氟石膏的方法，包括以下步驟:
[0031]S1、將生產氫氟酸後的廢渣氟石膏研磨過篩後進行熱處理，熱處理溫度為220°C，時間為Ih ；
[0032]S2、按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入1.2份矽酸鹽水泥、0.7份鋼渣、1.5份電石渣、1.2份磷石膏、1.0份三聚磷酸鈉、1.5份鈣芒硝、0.5份水稻秸杆纖維、0.5份酒石酸、0.3份三聚磷酸鈉、0.8份聚丙烯纖維、0.3份丙烯酸鎂、1.0份改性棉花秸杆纖維、I份聚羧酸改性劑、0.5份廢菌絲、0.8份刨花、0.5份氧化鋁，攪拌均勻，靜置1h得到中間氟石膏；
[0033]其中，所述鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉的比表面積為550m2/kg ；
[0034]所述改性棉花秸杆纖維按照以下工藝製備而成:將棉花秸杆放入粉碎機中粉碎，使其纖維長度為3cm，然後放入質量分數為4wt %的雙氧水中，升溫至30 V，保溫浸泡90min，用清水將其清洗至中性，按照水:棉花秸杆:氫氧化鈉為50:1:0.5的質量比加入到磁力攪拌器中，設定溫度為150°C，加熱30min，過濾，將濾渣清洗至中性；
[0035]所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將50份甲基丙烯酸、60份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液麼，將50份甲基丙烯磺酸鈉與10份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中，然後滴加過硫酸鉀水溶液，滴加時間為35min,升溫至60°C,保溫150min,用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀I份；
[0036]所述廢菌絲按照以下工藝製備而成:將青黴素廢菌絲體在120°C保溫lh，放入粉碎機粉碎後過篩,將過篩後的青黴素廢菌絲體加入到水中，使青黴素廢菌絲體的質量分數為45wt %，調節pH至7，升溫至90°C，攪拌保溫130min，過濾，將濾液蒸發；
[0037]S3、將S2中得到的中間氟石膏研磨粉碎後放入烘箱中，設置烘箱的溫度為80°C，保溫I Oh。
[0038]實施例3
[0039]本發明所述複合改性劑改性氟石膏的方法，包括以下步驟:
[0040]S1、將生產氫氟酸後的廢渣氟石膏研磨過篩後進行熱處理，熱處理溫度為195°C，時間為1.5h ；
[0041]S2、按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.9份矽酸鹽水泥、1.1份鋼渣、1.3份電石渣、1.0份磷石膏、1.3份三聚磷酸鈉、1.3份鈣芒硝、0.36份水稻秸杆纖維、0.37份酒石酸、0.45份三聚磷酸鈉、0.46份聚丙烯纖維、0.42份丙烯酸鎂、0.85份改性棉花秸杆纖維、1.35份聚羧酸改性劑、0.9份廢菌絲、0.63份刨花、0.9份氧化鋁，攪拌均勻，靜置16h得到中間氟石膏；
[0042]其中，所述鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉的比表面積為532m2/kg ；
[0043]所述改性棉花秸杆纖維按照以下工藝製備而成:將棉花秸杆放入粉碎機中粉碎，使其纖維長度為2cm，然後放入質量分數為5wt %的雙氧水中，升溫至33°C，保溫浸泡85min，用清水將其清洗至中性，按照水:棉花秸杆:氫氧化鈉為50:1:0.5的質量比加入到磁力攪拌器中，設定溫度為125°C，加熱24min，過濾，將濾渣清洗至中性；
[0044]所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將80份甲基丙烯酸、72份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液麼，將65份甲基丙烯磺酸鈉與13份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液8，將溶液8加入到溶液八中後，利用28111111滴加過硫酸鉀水溶液，升溫至731，保溫100-11，用氫氧化鈉調節邱至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.4份；
[0045]所述廢菌絲按照以下工藝製備而成:將青黴素廢菌絲體在1001保溫1.5匕放入粉碎機粉碎後過篩，將過篩後的青黴素廢菌絲體加入到水中，使青黴素廢菌絲體的質量分數為33被％，調節邱至8，升溫至1001，攪拌保溫100111111，過濾，將濾液蒸發；
[0046]33、將52中得到的中間氟石膏研磨粉碎後放入烘箱中，設置烘箱的溫度為701，保溫811。
【權利要求】
1.一種複合改性劑改性氟石膏的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51、將生產氫氟酸後的廢渣氟石膏研磨過篩後進行熱處理，熱處理溫度為180-220°c，時間為l-2h ； 52、按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.5-1.2份矽酸鹽水泥、0.7-1.3份鋼渣、0.7-1.5份電石渣、0.8-1.2份磷石膏、1.0-1.5份三聚磷酸鈉、1.0-1.5份鈣芒硝、0.2-0.5份水稻秸杆纖維、0.2-0.5份酒石酸、0.3-0.8份三聚磷酸鈉、0.2-0.8份聚丙烯纖維、0.3-0.5份丙烯酸鎂、0.5-1.0份改性棉花秸杆纖維、1-2份聚羧酸改性劑、0.5-1.2份廢菌絲、0.3-0.8份刨花、0.5-1.2份氧化鋁，攪拌均勻，靜置10-20h得到中間氟石膏； 所述改性棉花秸杆纖維按照以下工藝製備而成:將棉花秸杆放入粉碎機中粉碎，然後放入質量分數為4-8wt%的雙氧水中，升溫至30-35 °C，保溫浸泡70-90min，用清水將其清洗至中性，按照水:棉花秸杆:氫氧化鈉為50:1:0.5的質量比加入到磁力攪拌器中，設定溫度為100-150°C，加熱20-30min，過濾，將濾渣清洗至中性； 所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將50-100份甲基丙烯酸、60-80份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液麼，將50-80份甲基丙烯磺酸鈉與10-15份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中後，利用20-35min滴加過硫酸鉀水溶液，升溫至60-80°C，保溫60-150min，用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1-1.6份； 所述廢菌絲按照以下工藝製備而成:將青黴素廢菌絲體在80-120°C保溫l_3h，放入粉碎機粉碎後過篩,將過篩後的青黴素廢菌絲體加入到水中，使青黴素廢菌絲體的質量分數為30-45wt%，調節pH至7-9，升溫至90_110°C，攪拌保溫90_130min，過濾，將濾液蒸發； 53、將S2中得到的中間氟石膏研磨粉碎後放入烘箱中，設置烘箱的溫度為50-80°C，保溫 5-10h。
2.根據權利要求1所述的複合改性劑改性氟石膏的方法，其特徵在於，在SI中，熱處理溫度為190-200°C，時間為L4-1.6h。
3.根據權利要求2所述的複合改性劑改性氟石膏的方法，其特徵在於，在SI中，熱處理溫度為195°C，時間為1.5h。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的複合改性劑改性氟石膏的方法,其特徵在於,在S2中，所述鋼渣為粉磨後的鋼渣粉，鋼渣粉的比表面積為510-550m2/kg。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的複合改性劑改性氟石膏的方法,其特徵在於,在S2中，按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.8-1.0份矽酸鹽水泥、1.0-1.2份鋼渣、1.2-1.4份電石渣、0.9-1.1份磷石膏、1.2-1.4份三聚磷酸鈉、1.2-1.4份鈣芒硝、0.3-0.4份水稻秸杆纖維、0.3-0.4份酒石酸、0.4-0.6份三聚磷酸鈉、0.4-0.6份聚丙烯纖維、0.35-0.45份丙烯酸鎂、0.7-0.9份改性棉花秸杆纖維、1.2-1.6份聚羧酸改性劑、0.8-1.0份廢菌絲、0.5-0.7份刨花、0.8-1.0份氧化鋁。
6.根據權利要求5所述的複合改性劑改性氟石膏的方法，其特徵在於，在S2中，按重量份在100份SI中熱處理後的氟石膏中加入0.9份矽酸鹽水泥、1.1份鋼渣、1.3份電石渣、1.0份磷石膏、1.3份三聚磷酸鈉、1.3份鈣芒硝、0.36份水稻秸杆纖維、0.37份酒石酸、0.45份三聚磷酸鈉、0.46份聚丙烯纖維、0.42份丙烯酸鎂、0.85份改性棉花秸杆纖維、1.35份聚羧酸改性劑、0.9份廢菌絲、0.63份刨花、0.9份氧化鋁。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的複合改性劑改性氟石膏的方法,其特徵在於,在S2中，所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將70-85份甲基丙烯酸、70-75份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液八，將60-70份甲基丙烯磺酸鈉與12-14份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中後，利用25-30min滴加過硫酸鉀水溶液，升溫至70-75 °C，保溫80-120min，用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.2-1.4份。
8.根據權利要求7所述的複合改性劑改性氟石膏的方法，其特徵在於，在S2中，所述聚羧酸改性劑按照以下工藝製備而成:按重量份將80份甲基丙烯酸、72份丙烯酸甲酯混合後加入到水中，形成溶液麼，將65份甲基丙烯磺酸鈉與13份烯丙基聚氧乙烯醚加水溶解形成溶液B，將溶液B加入到溶液A中後，利用28min滴加過硫酸鉀水溶液，升溫至73°C，保溫lOOmin，用氫氧化鈉調節pH至中性；過硫酸鉀水溶液中含有過硫酸鉀1.3份。
【文檔編號】C04B28/14GK104310928SQ201410390511
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月10日 優先權日:2014年8月10日
【發明者】陳喜 申請人:安徽錦洋氟化學有限公司