α型半水石膏的研制.doc

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1、型半水石膏的研制 摘要 以简化生产工艺流程,降低生产成本为原则,研究开发了无转晶剂的两种生产型半水石膏工艺。其产品质量可达到:标准稠度低于40%,抗折强度高于10MPa,抗压强度大于30MPa 。关键词 型半水型石膏 转晶剂 成本 1 前言石膏是一种多功能气硬性胶凝材料,但根据制作条件的不同,可获得型半水石膏或型半石膏。其制品的功能与性能均有明显差异,前者为规则的结晶体,后者与原料原始形态有关。半水石膏的结晶形态是影响其制品强度的关键因素。常压炒制的型半水石膏的比容大、水膏比大,胶凝后气孔率高、强度低。用型半水石膏制造的陶瓷模具,有吸水率高的优点,但模具使名用寿命短,不能适应于压力较高的滚压成

2、形。以过蒸压法、水热法等不同的工艺方法制得型半水石膏为致密的短柱状晶体,比容小、水膏比小,胶凝后强度高,俗称高强半水石膏。用型半水石膏制造的陶瓷模具强度高,使用寿命长,并可以提高陶瓷表面的光洁度,提高陶瓷产品档次。但由于型半水石膏的生产工艺复杂,设备投资 大,生产成本高,售价高,使它使用量受到限制,国内外都把研究开发型半水石膏粉的新工艺,大幅度降低其生产成本,列为石膏产业的重大攻关课题。生产型半水石膏方法很多。但质量相差很大,同一种方法,因受设备条件、控制参数的影响,质量很稳定,笔者研究开发了无添加转晶剂和有添加转晶剂两种生产型半水石膏工艺,并进行了中试生产,现做些总结,供读者参考。2 无转晶

3、剂生产方法没有添加转晶剂,也可以生产出水膏比低于40%的型半水石膏,并可降低生产成本,但其工艺技术控制都要求比较高。2.1 生成型半水石膏的工艺原理二水石膏脱去1.5个结晶水形成半水石膏,其反应式为 CaSO42H2O=CaSO4 H2O 1.5H2O在不同压力下二水石膏脱水形成半水石膏石膏的温度也不同。图1中曲线1为二水石膏半水石膏的“压力温度”平衡曲线。从图上可以看出,曲线1非常接近液相水气相水的“压力温度”平衡曲线2,并相交于C点,在没有添加转晶剂条件下,要制成 型半水石膏,二水石膏的结晶水要以液态水排出。所以,二水石膏在图1ABC“温度压力”区间内(图中斜线阴影部分)就容易制成型半水石

4、膏。在曲线2的下方就制成型半水石膏;在曲线1的上方,结晶水能排出。通常蒸压法生产型半水石膏,是以饱和蒸汽加热,蒸压釜内“温度压力”的关系都在曲线2上,致使二水石膏结晶水可能以液态排出制成型半水石膏,也可能以汽态水排出制成型半水石膏。所以用饱和蒸汽蒸压二水石膏制成的产品,实际上是型和型混合的半水石膏,质量难以稳定。2.2 无转晶剂生产型半水石膏工艺流程根据以上生成型半水石膏的工艺原理,要生产质量优良的型半水石膏,就要使蒸压釜内温度和压力在图1ABC区间内。为此,我们研究开发了新工艺流程:先将天然石膏敲成小块状,清洗干净后,装入蒸压釜。为了使干燥时热气体均匀流动,二水石膏需分层堆装,每层20cm,

5、层间隔5cm。然后往蒸压釜注入水,使二水石膏全部浸泡在水中。详见图2工艺流程简图。图2中2为热水泵,它使蒸压釜内液态水不断上下循环流动。保持釜内各部位二水石膏温度均匀。图2中3为电加热器(大生产可用其它能源加热),对循环水进行加热,调 整加热器给循环水的供热量,可命名蒸压釜内液态水保持工艺要求的温度。调整进口A的蒸汽压力,使蒸压釜内保持工艺要求的压力。进口C的蒸气是用于初始液态水升温加热和配合加热器3控制蒸压釜内液态水温度。为了使生产的型半水石膏不搬动, 在同一蒸压釜内进行干燥。在图2中,设计了干燥热空气鼓入口D和抽出口B。干燥时,在B抽汽的同时,由D鼓入干热空气,对已生成的型半水石膏直接干燥。为了降低能耗,蒸压釜、加热器和管道都要外加保温层。

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