專利名稱：用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法
技術領域：
本發明屬于一種建筑石膏的生產方法，具體的說是一種使用檸檬酸生產過 程屮的固體廢棄物生產建筑用石膏的方法。
技術背景檸檬酸生產過程以淀粉為原料經發酵產生檸檬酸發酵液，然后由碳酸鈣中 和，再加入硫酸酸解，生成檸檬酸和硫酸鈣。過濾檸檬酸后剩下的含有硫酸轉的廢渣即檸檬酸石膏。該廢渣以二水硫酸鈣(CaS04'2H20)為主，占固體成分的 98%左右。2%左右的雜質為二氧化硅(Si02)、三氧化二鋁(Al203)、氧化鎂(MgO) 和檸檬酸鈣(Ci2HH)Ca30i4'4他0)。另外附著40%左右的游離水，有較多的檸檬 酸殘留，PH值2-3。這些廢渣造成了巨大的環境污染。建筑用石膏是建材行業 的重要原料，隨著國家經濟的發展、人民生活水平的提高和墻改工作的逐歩深 入，建筑石膏已成為建材市場的緊俏產品。將含有硫酸鈣的檸檬酸石膏生產建 筑石膏既可以消除檸檬酸石膏帶來的環境_污染，又可以滿足城鄉建設中對建筑 石膏的需要，是一件十分有意義的事。國內外一些科研單位對此做了大量研究， 主要是以下方法 一是水洗法，即用水洗去廢渣中的酸性物質，但是這樣形成 了大量污染環境的水洗液，同時也使得石膏成本大大提高。二是高溫煅燒法， 高溫造成了檸檬酸碳化，生產的石膏為黑色產品，建筑上無法使用。中國專利 Zl 97119476.9將檸檬酸石膏先在蒸壓釜中蒸壓，形成a型結晶體，然后在回 轉窯中加熱脫水成a型半水石膏粉，但是這種方法至今無法應用于實際生產。 經廣泛查閱國內外文獻和檢索專利資料，至今國內外尚無一種用檸檬酸石膏生 產建筑石膏的成功方法。因此發明一種生產方法簡單，成本低、無污染的用擰 檬酸石膏生產建筑石膏的方法是十分重要的。 發明內容本發明的目的是在于提供一種生產方法簡單，成本低、無污染的檸檬酸石 膏生產建筑石膏的方法。本發明是用以下方法實現的用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法，包括以下步驟-a. 將檸檬酸石膏與酸性強氧化劑混合，加入間歇式回轉炒鍋中；b. 將間歇式回轉炒鍋中的混合物升溫至100—120 °C;C.向間歇式回轉炒鍋中加入堿性氧化劑；d. 加入生石灰，調節PH值至7—10，升溫至190。C;e. 將上述反應物質陳化24小時；f. 將陳化后的物質粉碎至120—160目。 上述所述的酸性強氧化劑為過硫酸銨。 上述所述的堿性氧化劑為過碳酸鈉。本發明的要點在于以酸性強氧化劑和堿性氧化劑清除檸檬酸石膏中的擰檬 酸。檸檬酸是最強的石膏緩凝劑之一，阻礙石膏結晶的形成，大幅降低石膏的 強度。本發明以化學的方法，利用酸性強氧化劑將部分檸檬酸氧化成草酸，在 100—120 。C時，再加入堿性氧化劑和生石灰，繼續氧化擰檬酸，同時中和草酸， 使之生成草酸鹽，并調節PH值至7—10，使得石膏質量提高，石膏制品性狀穩 定。氧化劑的使用量根據檸檬酸石膏的酸性和含水量而定。本發明使用的加熱 升溫方法為使用燃料煤或燃料氣在炒鍋下面燃燒，使得炒鍋內物質升溫，料溫 達到190。C時，出料，用粉碎機粉碎至120—160目，包裝出廠。本發明方法的實施中， 一般是將檸檬酸石膏在室外露天堆放3—6個月，使 廢渣中的游離水含量穩定在25%左右，由于自然降解和水分流失，酸性約為PH 值4一6。以PH值5、含水量25%左右的原料為例，1噸擰檬酸石膏加入過硫酸 銨((NH4)2S20s ) 1.1公斤，加入過碳酸鈉(Na2C03 3H202) 0.9公斤，生石灰 (Ca0)1.5公斤。它們的主要反應過程是1. 過硫酸銨與檸檬酸石膏混合加入炒鍋后，受潮受熱分解放出臭氧和氧氣，將廢渣中的檸檬酸氧化成草酸(NH4) 2S2O8 — 2NH3 + 2S02 + H20 + 032(NH4)2S2。8 — 2(NH4)2S207 + 02CeHs07 + 203 — 3C2H204 + H20C6H807 + 302 — 3C2H204 + H202. 過硫酸銨在炒鍋中與廢渣的游離水發生水解反應，產生過氧化氫將廢渣中的檸檬酸氧化成草酸(NH4)2S20s + 2H20 — 2NH4HS04 + H2O2 C6H807 + 6H202 — 3C2他04 + 7H203. 過碳酸鈉在100°C時開始分解產生氧氣，也將廢渣中的檸檬酸氧化成草酸2Na2C0'3 3H20'2 — 2Na'2CO'3 + 302 t + 6他0 C6他07 + 302 — 3C2他04 + H204. 上面反應生成的碳酸鈉與檸檬酸反應生成檸檬酸鈉6Na2C03 + 4CeHs07 — 4CeH5Na307 + 6H2O + 6C025. 生石灰與草酸反應生成草酸鈣 C2H2O4 + CaO — CaC204 + H20 經過上述化學反應，檸檬酸基本被清除。廢渣中的二水硫酸鈣(CaS04 2H20)經過110—190。C脫水，85%—90%成為半水硫酸鈣(即半水石膏)CaS04 2H20 — CaS04 !4 H20另外8—13%與鍋底接觸時間較長，溫度較高，生成無水硫酸鈣(即無水石膏)CaS04 2他0 — CaS04上述半水石膏和無水石膏的混合物即建筑石膏。它含有2%左右的雜質二 氧化硅(Si02)、三氧化二鋁(Al203 )、氧化鎂(MgO)和擰檬酸韓(Ci2HioCa:〗014 4H20)。另有微量檸檬酸鈉(CeH5Na307)、草酸鈣(CaC2。4)、 焦硫酸銨((NH4)2S207)、硫酸氫銨(NH4HS04)。除檸檬酸鈣和檸檬酸鈉有延緩作 用對石膏質量稍微有些影響外，其余均無明顯影響。本發明方法生成的石膏產品，白度80%以上，細度120目以上，凝結時間 初凝6—12分鐘；終凝8—20分鐘；2小時強度抗折2. 2MPa以上，抗壓3. 2MPa 以上。是-種中、高檔建筑石膏粉，市場銷售好。本發明方法具有以下優點1、生產方法簡單。2、成本低，每噸石膏產品 添加外加劑成本僅15—20元。3、生產過程基本無污染。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明做進一步說明。 實施例一檸檬酸石膏室外堆放100天，測游離水含量26%， PH值4. 5。取1噸廢渣， 加入過硫酸銨((NH4)2S208 ) 1.3公斤，用螺旋輸送機將其送入間歇式回轉炒鍋 中回轉混合，炒鍋下用煤加熱升溫至100—12(TC，再加入過碳酸鈉(Na2C03 *3H2()2) 1.2公斤，生石灰(CaO)1.6公斤，回轉攪拌，繼續加熱升溫至19(TC。出料，用 提升機將間歇式回轉炒鍋反應料送入料倉，陳化24小時，然后取出陳化料，用 粉碎機粉碎至160目，裝袋入庫，待出廠。本批石膏粉經檢測PH值8，抗折 2. 25MPa，抗壓強度3. 3MPa，白度81%，初凝9分鐘，終凝13分鐘。實施例二檸檬酸石膏室外堆放120天，測游離水含量25%， PH值5。取1噸廢渣，用 螺旋輸送機將其送入間歇式回轉炒鍋中，加入過硫酸銨((NH4)2S208 ) 1. 1公斤， 回轉混合，炒鍋下用煤加熱升溫至110 。C，再加入過碳酸鈉(Na2C03 '3驗)0.9 公斤，生石灰(Ca0)1.5公斤，繼續加熱升溫至190°C。出料，用提升機送入料 倉，陳化24小時，然后取出陳化料，用粉碎機粉碎至160目，裝袋入庫，待出 廠。本批石膏粉經檢測，PH值8.5，抗折2.4MPa，抗壓強度3. 5 MPa，白度83%， 初凝8分鐘，終凝11分鐘。實施例三檸檬酸石膏室外堆放180天，測游離水含量23%， PH值6。取1噸廢渣，用 螺旋輸送機將其送入間歇式回轉炒鍋中，加入過硫酸銨((NH4)2S208 ) 0.9公斤， 炒鍋下煤加熱升溫至100°C，再加入過碳酸鈉(Na2CO3 3H202) 0.7公斤，生石 灰(CaO)1.2公斤，繼續加熱升溫至190°C。出料，用提升機送入料倉，陳化24 小時，然后取出陳化料，用粉碎機粉碎至140目，裝袋入庫，待出廠。本批石 膏粉經檢測，PH值8.0，抗折2.6MPa，抗壓強度3. 9 MPa，白度85%，初凝6 分鐘，終凝9分鐘。上述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明。對于本領域的技術 人員來說，本發明可以有各種變化和更改。凡在本發明的精神和原則之內，所 作的任何修改，等同替換，改進等，均應包括在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法，包括以下步驟a.將檸檬酸石膏與酸性強氧化劑混合，加入間歇式回轉炒鍋中；b.將間歇式回轉炒鍋中的混合物升溫至100-120℃；c.向間歇式回轉炒鍋中加入堿性氧化劑；d.加入生石灰，調節PH值至7-10，升溫至100-190℃；e.將上述反應物質陳化24小時；f.將陳化后的物質粉碎至120-160目。
2. 根據權利要求1所述的用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法其中酸性強 氧化劑為過硫酸銨。
3. 根據權利要求1所述的用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法其中堿性氧化劑為過碳酸鈉。
全文摘要
本發明公開了一種使用檸檬酸石膏生產建筑石膏的方法。檸檬酸生產過程產生含有硫酸鈣的檸檬酸廢渣，造成了巨大的環境污染。國內外至今尚無一種理想的用檸檬酸石膏生產建筑石膏粉的方法。本發明方法為將檸檬酸石膏與強酸性氧化劑混合，加入間歇式回轉炒鍋中；升溫至100-120℃；加入堿性氧化劑；加入生石灰，調節pH值至7-10，繼續升溫至190℃；將上述反應物質陳化24小時；將陳化后的物質粉碎至160目。本發明方法具有生產方法簡單；成本低；生產過程無污染的優點。
文檔編號C04B11/00GK101255024SQ20081001501
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月27日 優先權日2008年3月27日
發明者張緒慶 申請人:蚌埠華東石膏有限公司