石膏粉蒸压处理再生二水石膏的实践

石膏粉蒸压处理再生二水石膏的实践

中国是一个著名的制造和消费大国。据中国石膏产品工业协商会计算公司统计，1995年，用石膏粉67万吨。2005年达到124万吨。2010年达到256万吨。与此同时,每年所产生的废陶瓷模具的量也高达400多万t,如何处理这些废陶瓷模具,也是当前急需解决的问题之一。2006年,宁夏建筑材料研究院石膏中心攻克了将石膏废陶瓷模具重新生成半水石膏粉再利用的难关,实现了自主再生产的一整套工艺方法,而且所得石膏粉的性能高于市场上普通石膏粉的性能。不仅将石膏废陶瓷模具变废为宝,重新得到利用,而且可节约大量石膏矿产资源。1再生二水石膏晶体结构的现状石膏废陶瓷模具的主要成分是再生二水石膏,而再生二水石膏的晶体结构与天然二水石膏的晶体结构有很大的区别。用生产建筑石膏粉的方法来处理再生二水石膏,一是产品的性能非常差,用水量太大,强度低;二是制成的制品不易干燥。目前常用处理再生二水石膏的方法,是将传统的建筑石膏先进行煅烧,再用外加剂进行改性,但该处理方法成本过高,产品的性能与它的成本不成比例。宁夏建筑材料研究院经过两年技术攻关,采用蒸压的方法,从根本上解决了再生二水石膏的晶体结构问题。而且用再生二水石膏生产出的半水石膏粉具有稠度高,强度高的特性,用于生产石膏制品和陶瓷模具粉与天然石膏或其它类石膏质量没有多大差别。2陶瓷模具的生产试验所用的石膏废陶瓷模具来自于山东淄博、广东潮洲。废陶瓷模具主要分日用陶瓷和卫生洁具陶瓷两类,作为日用陶瓷模具,它的尺寸比较小,可以直接放入蒸压釜内进行生产。如果是卫生洁具,由于尺寸太大,必须先进行破碎再进行生产。3转晶阶段的转化对废陶瓷模具的再利用分五个阶段,分别是蒸压阶段、转晶阶段、破碎阶段、脱水阶段和粉磨阶段。1)蒸压阶段将尺寸合适的废模具放入蒸压釜内,然后密封蒸压釜,当压力达到一定时,打开排汽阀进行排空,将蒸压釜内的冷空气排出,以防釜内有冷空气导致压力与温度的不一致,即假压现象,使废陶瓷模具块能够彻底被蒸透。2)转晶阶段蒸压结束后,打开排汽阀进行卸压,当压力降到零后,打开蒸压釜取出蒸好的废陶模块,将蒸压好的废陶瓷模具块用转晶剂进行改性,转晶的过程需要10h以上,转晶结束后,从废陶瓷模具的表面来看,发现原来密实的废陶模块变得极其疏松,而且其表面能够明显的看出晶体生长的现象。从显微镜下观察,从蒸压前的细小再生二水石膏晶体生长成大于原来5倍以上的粗大晶体;其晶体的尺寸有一部分甚至超过了天然石膏矿石的晶体尺寸,这说明采用这套工艺在转晶阶段让细小的再生二水石膏晶体得到了充分的生长。3)破碎阶段作为再生二水石膏,由于其本身存在不宜脱水的特性,虽然通过转晶阶段使其大部分的晶体尺寸得到了很大的提高,但是要想生产出性能优越的半水石膏产品,破碎是一个极其重要的组成部分。此外由于废陶模块在外加剂中浸泡了较长的时间,所以它的含水率是比较高的,必须在堆场将转晶后的废陶模块晾干,晾干的程度以满足破碎机的破碎而且不粘破碎机为易。通过试验论证,物料的含水率控制在8%以下,既能满足破碎的正常进行;又能满足物料在输送系统和煅烧设备中的正常运行;在含水率达到要求的情况下,必须将废陶模块破碎至最大粒径不得超过10mm,从多次试验结果总结,只有在合适的粒径下,炒制的半水石膏的各项物理性能才能得到充分体现而且稳定。4)脱水阶段废陶模块通过破碎成为合适粒径的颗粒状,这时放入回转窑中进行炒制到我们所需的温度,完成脱水即可。5)粉磨阶段再生二水石膏虽然在转晶阶段的晶体的形状和尺寸都得到了很大改善,但是再生石膏晶体的柔性比较大。如果在前四个阶段处理不好,会造成粉磨十分困难,特别是在蒸压阶段和转晶阶段的控制极其重要。通过细度分析和物理性能指标的比较,粉磨细度达到150目,筛余量控制在5%以下,它的物理性能指标和料浆的和易性能达到最佳。4用性能好的陶瓷模具石膏粉作为产品的原料,并以低成本为了获得最佳的生产工艺,我们采用了8套方案,其所得的结果如表1。在以上8个工艺中,1#、2#、3#工艺的蒸压时间比较长,在转晶阶段的成本也比较高,在脱水阶段采用的烘箱进行脱水,工作环境太过于理想,通过该工艺生产的产品成本高,物理性能指标虽然比较好,不适宜工业化生产。4#,5#、6#工艺的蒸压时间得到了很大的减少,但在转晶阶段所用的时间较长,而且转晶的成本也没有得到降低,但是这三个工艺的煅烧都是在间歇式回转窑中进行脱水的,其各项物理性能指标都比较接近于工业生产。7#工艺在蒸压时间,转晶阶段的时间都进行了缩减,转晶的成本也得到了进一步的下降。但是作为陶瓷模具石膏粉的要求来说,当达到所需的用水量时,它的各项物理性能指标就很难达到要求。在此基础上,我们以降低成本,简化工艺为目标,开发出8#工艺,此工艺的优点是成本要低于前面的所有工艺,而且在简化工艺上得到了很大的改进。特别是生产出的产品的物理性能指标符合高稠度高强度的特点,满足陶瓷模具