一种α半水石膏及其制备方法

本发明涉及资源再利用，尤其涉及一种α半水石膏及其制备方法。

背景技术：

1、随着磷化学品的开发，特别是无机磷盐酸、磷肥、有机磷化合物及电子基磷基化学品等高产值化学品的发展，磷资源开发利用技术逐渐成为各国化学工业发展水平的标志。磷石膏是硫酸分解磷矿萃取磷酸的主要副产品，其主要成分与天然石膏相同，均为二水硫酸钙(caso4·2h2o)，是一种可再生石膏资源，在世界各国的产量十分庞大，并且分布范围十分广泛。磷石膏中含有部分杂质，如磷、氟及各种微量金属元素，在降雨和长期堆存中，磷石膏浸出液会污染地表水、土壤和地下水；磷石膏中的磷、汞、镉和放射性元素等有害杂质会随着蒸汽进入大气，也会对大气环境造成危害。在环保意识日益提高的背景下，磷石膏的综合治理能力制约着磷化工行业的产值及发展。

2、磷石膏在建材领域占有十分重要的比重，通过将磷石膏制成α-半水石膏，相较于一般的建筑石膏具有更好的力学性能，更利于加工成石膏板、石膏砖、石膏砌块等建筑材料。将磷石膏大规模的运用到建材领域当中去，不仅可以有效利用工业废料，还可以对环境保护事业以及磷化工行业的可持续发展作出贡献。

3、现有的α半水石膏转晶技术大多需要多道预处理工艺，并且需要在蒸压釜下蒸压后才能完成结晶，整个流程下来处理成本高，并且根本无法满足工业生产的效率及需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种α半水石膏及其制备方法。本发明提出盐溶液法，在常压环境下完成转晶，利于工业大面积的利用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种α半水石膏的制备方法，包括以下步骤：

4、将原状磷石膏进行水洗后干燥，得到固体物料；

5、将nacl、kcl、na2so4、硫酸和水混合，得到盐溶液；

6、将所述盐溶液、固体物料和水混合，得到浆料；

7、将所述浆料和转晶剂混合进行转晶，得到转晶产物；所述转晶剂包括柠檬酸钠、丁二酸、顺丁烯二酸和烷基硫酸钠；

8、将所述转晶产物依次进行固液分离和干燥，得到所述α半水石膏。

9、优选地，所述水洗的固水比为1：2～4。

10、优选地，所述盐溶液中nacl的质量浓度为10～20％，kcl的质量浓度为5～20％，na2so4的质量浓度为20～30％，硫酸的质量浓度为10～15％。

11、优选地，所述盐溶液的ph值为7.5～8.5。

12、优选地，所述浆料中磷石膏的质量含量为35～40％。

13、优选地，所述柠檬酸钠的质量为浆料中磷石膏的0.4～0.8％，所述丁二酸的质量为浆料中磷石膏的0.6～1.2％，所述顺丁烯二酸的质量为浆料中磷石膏的0.1～0.5％，所述烷基硫酸钠的质量为浆料中磷石膏的1.4～1.8％。

14、优选地，所述烷基硫酸钠包括十二烷基硫酸钠。

15、优选地，所述转晶的温度为70～120℃，时间为5～12h。

16、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的α半水石膏。

17、优选地，所述α半水石膏为α型高强度石膏，长径比为1～3。

18、本发明提供了一种α半水石膏的制备方法，包括以下步骤：将原状磷石膏进行水洗后干燥，得到固体物料；将nacl、kcl、na2so4、硫酸和水混合，得到盐溶液；将所述盐溶液、固体物料和水混合，得到浆料；将所述浆料和转晶剂混合进行转晶，得到转晶产物；所述转晶剂包括柠檬酸钠、丁二酸、顺丁烯二酸和烷基硫酸钠；将所述转晶产物依次进行固液分离和干燥，得到所述α半水石膏。

19、本发明通过使用盐溶液，使水活度降低，增加盐溶液的过饱和度，缩短二水石膏向α半水石膏转化时间，且随盐浓度的增加，转化速率加快，结合具体限定了转晶剂包括柠檬酸钠、丁二酸、顺丁烯二酸和烷基硫酸钠，使得整个转晶过程可以在工业常压环境下完成，整套流程成本低，可生产高纯度高品位的α半水石膏，转晶效率高，且制得的α半水石膏呈短柱状，有望大量消耗现有磷石膏存量，促进磷化工行业的发展。

20、进一步地，本发明仅进行一次水洗及干燥就得到固体物料，避免了以往的α半水石膏完成转晶前需要多次预处理工艺，降低了预处理成本。

21、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的α半水石膏，本发明的α半水石膏为α型高强度石膏，长径比为1～3，为高品位的α半水石膏。

技术特征：

1.一种α半水石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水洗的固水比为1：2～4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述盐溶液中nacl的质量浓度为10～20％，kcl的质量浓度为5～20％，na2so4的质量浓度为20～30％，硫酸的质量浓度为10～15％。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述盐溶液的ph值为7.5～8.5。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中磷石膏的质量含量为35～40％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸钠的质量为浆料中磷石膏的0.4～0.8％，所述丁二酸的质量为浆料中磷石膏的0.6～1.2％，所述顺丁烯二酸的质量为浆料中磷石膏的0.1～0.5％，所述烷基硫酸钠的质量为浆料中磷石膏的1.4～1.8％。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述烷基硫酸钠包括十二烷基硫酸钠。

8.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述转晶的温度为70～120℃，时间为5～12h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制得的α半水石膏。

10.根据权利要求9所述的α半水石膏，其特征在于，所述α半水石膏为α型高强度石膏，长径比为1～3。

技术总结本发明提供了一种α半水石膏及其制备方法，属于资源再利用技术领域。本发明将原状磷石膏进行水洗后干燥，得到固体物料；将NaCl、KCl、Na<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;、硫酸和水混合，得到盐溶液；将盐溶液、固体物料和水混合，得到浆料；将浆料和转晶剂混合进行转晶，得到转晶产物；将转晶产物依次进行固液分离和干燥，得到所述α半水石膏。本发明通过使用盐溶液，结合具体限定了转晶剂包括柠檬酸钠、丁二酸、顺丁烯二酸和烷基硫酸钠，使得整个转晶过程可以在工业常压环境下完成，整套流程成本低，可生产高纯度高品位的α半水石膏，转晶效率高，且制得的α半水石膏呈短柱状，有望大量消耗现有磷石膏存量，促进磷化工行业的发展。技术研发人员：李晓琴,刘宇航受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27