氟石膏直接制备石膏板技术的研究

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1、氟石膏直接制备石膏板技术的研究翁仁贵（福建工程学院福州350108）摘要：氟石膏是生产氢氟酸过程中的副产品，其水化反应缓慢、凝结时间长、且污染环境。通过实验研究掺加三种不同激发剂（Na2SO4、K2SO4和KAl(SO4)2）对氟石膏水化活性的影响，在此基础上采用流浆法成型工艺来制备石膏板，该板主要由氟石膏、硅酸盐水泥、锯末、玻璃纤维和激发剂组成。该产品主要性能指标达到国家标准。关键词：氟石膏；激发剂；流浆法；石膏板中图分类号：TU525.21前言氟石膏是氟化工产生的废弃物，我国每年排放氟石膏总量约35万吨，其主要成分是无水硫酸钙(CaSO4)，难溶于水中，水化速度

2、极慢，凝结硬化时间长，有的甚至长期不凝结，且不具有强度。由于对氟石膏资源化利用途径不够广，只有少部分被利用，大部分氟石膏在稍加中和处理后，就废弃堆存，不仅占用大量土地，而且还污染土壤与水环境[1、2]。目前对氟石膏综合利用的方式一般为加水和其他添加剂变为二水石膏再加以利用。有的直接添加到水泥直接利用，还有的通过在一定温度（178～230℃）下处理变为半水石膏在制作各类石膏制品。本研究直接把氟石膏作为原料，一步制取石膏板的方法。该方法工艺简单，节省资源和能源。2工艺性能研究2.1原材料a氟石膏:氟石膏取自顺昌县豪璟达矿业有限公司，细度要求过0.2mm的方孔筛，筛余

3、%，其化学组成如表1及基本性能如表2：表1氟石膏的化学组成成分CaSO4CaF2CaSO4·2H2O含量%91.743.874.39表2氟石膏的基本性能标准凝结时间/min抗压强度/MPa吸水率软化系数稠度/%初凝终凝3d7d%40112316780.280.5526.120.5b锯末:木材切割加工散落下来的沫状木屑，其主要作用使石膏板变得轻质。c玻璃纤维:其主要作用使得石膏板抗压抗折强度有较大的提高，同时具有较好的耐拔钉性。d硅酸盐水泥：425强度等级。e外加剂：市购化学试剂，主要为硫酸盐类激发剂(Na2SO4、K2SO4、KAl(SO4)2)，复合掺量≤1%2.

4、2氟石膏化学激发研究本研究探讨三种盐类激发剂单独及混合对氟石膏凝结时间和抗压强度的影响。主要原理是氟石膏加人盐类激发剂遇水时与之发生反应形成络合物，该络合物不稳定，在水和激发剂存在情况下又分解成二水石膏和含水盐类，正是这种反应使二水石膏结晶，浆体凝固硬化[3、4、5、6]。a激发剂对氟石膏初凝时间的影响图1不同激发剂对氟石膏初凝时间的影响由图1可知，随着三种激发剂掺量的增加，都对氟石膏的初凝时间有较大幅度的降低，其三种激发剂的激发效果顺序：KAl(SO4)2>K2SO4>Na2SO4。当激发剂的掺量达到0.7%时，基本上对氟石膏的初凝时间不再缩短。b激发剂对氟石膏终

5、凝时间的影响图2不同激发剂对氟石膏终凝时间的影响由图2可知，随着三种激发剂掺量的增加，都对氟石膏的终凝时间有较大幅度的降低，其三种激发剂的激发效果顺序：KAl(SO4)2>K2SO4>Na2SO4。当激发剂的掺量达到0.7%时，基本上对氟石膏的终凝时间不再缩短。c激发剂对氟石膏制品抗压强度的影响图3不同激发剂掺量对氟石膏制品抗压强度的影响由图3可知,随着激发剂掺量的增加,氟石膏制品硬化抗压强度均有大幅度的提高,其中KAl(SO4)2效果最好，抗压强度达到25.2MPa；K2SO4次之，抗压强度达到23.4MPa。2.3石膏板工艺配方通过正交试验发现采用三种激发剂混合

6、使用对氟石膏的激发效果更好，三种激发剂KAl(SO4)2、K2SO4和Na2SO4最佳混合掺量分别为0.5%、0.3%和0.2%。经过正交试验石膏板生产的工艺配方为：氟石膏：100，硅酸盐水泥：5，锯末：0.5，玻璃纤维：1，混合激发剂：1，水：35。3产品制备工艺流程氟石膏水激发剂玻璃纤维锯末水泥搅拌流浆法成型静停蒸汽养护产品图4石膏板生产工艺流程图4石膏板性能指标参照GB/T9775-2008标准，对上述工艺制作的石膏板主要性能进行测试，其结果见表3：表3石膏板的主要性能指标项目抗压强度MPa抗折强度MPa导热系数w/m·k容重Kg/m3抗冲击性能3次含水率%数

7、量267.20.251010无径向裂纹6.75结论对掺加适量的KAl(SO4)2、K2SO4或Na2SO4激发剂，可以显著提高氟石膏的凝结活性，缩短其初凝和终凝时间，其中KAl(SO4)2的作用效果最明显。通过上述的工艺配方及工艺流程制备出的石膏板，各项性能指标均能达到国家标准要求。参考文献[1]丁铁福，苏力红，贺爱国．氟石膏的综合利用[J]．有机氟工业，2006，(1)：35～39．[2]陈文强．氟石膏综合利用新途径的探讨[J]．湖南有色金属，2000，16(1)：36—38．[3]A.J．Lewry,J．Williamson．Thesettingofgyps