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磷石膏的改性及其应用(3)

2021-01-26 09:30:06

2.2

磷石膏的化学改性


2.2.1偶联剂改性

常采用硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂和有机酸对磷石膏进行有机改性。石文建等采用硅烷偶联剂KH570对磷石膏晶须进行表面改性。考察了改性时间、改性温度、改性剂用量等条件对磷石膏晶须的表面改性影响。并分析了KH570对磷石膏晶须改性作用机理。结果表明:当KH570的用量为磷石膏晶须质量的5%,改性时间为80min,改性温度在50℃时,获得优质的改性效果。




3.煅烧设备及工艺

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3.1

煅烧设备


目前常用的石膏煅烧设备主要有炒锅、回转窑、沸腾炉、气流式煅烧、磨-烧一体化煅烧设备以及锤式烘干机等[3]


 3.1.1炒锅

炒锅是以高温烟气为热源,通过直接或者间接加热的方式实现气流与物料之间的热交换。炒锅工艺是一种传统的煅烧工艺,为了适应气料之间的高效换热,其发展先后经历了间歇炒锅、连续炒锅、埋入式炒锅以及锥形炒锅等阶段,该工艺技术成熟,易于操作,但生产效率低、投资大、能耗高、环境差。


3.1.2回转窑

回转窑是传统的煅烧方式,同样以高温烟气为热源,通过直接或者间接加热的方式实现气料之间的热交换。回转窑又分为内烧式、外烧式以及套筒式三大类。其中,内烧式和套筒式回转窑通过石膏与燃烧气流直接接触换热, 完成二水石膏脱水;外烧式回转窑是在窑外加热,窑内石膏通过筒体间接换热脱水。该工艺易于控制,操作弹性大,但工艺系统复杂,热耗较大。


 3.1.3沸腾煅烧炉

该工艺以高温烟气为热源,通过床层内加热管实现气料热交换,完成脱水分解。该工艺传热效率高、能耗低,但设备体积大,投资高。


3.1.4气流式煅烧

气流式煅烧设备是将磨细后的物料与热气流直接接触换热完成二水石膏的脱水。常见的设备有:彼特斯磨、沙士基打磨、Delta磨以及斯德动态煅烧炉。该工艺集粉磨与煅烧于一体,设备体积小、投资省、生产效率高、能耗低,但操作不稳定[4]


3.1.5 锤式烘干机

锤式烘干机是与传统的气流干燥管配合使用,集石膏的打散、干燥、脱水、成品转型于一体。该工艺操作简单、能耗低、投资省,但工作温度较低。此外,段庆奎等采用悬浮焙烧炉将杂质成分复杂的磷石膏废渣,处理成广泛用于建筑的高性能石膏制品,该工艺摆脱了传统工艺中将磷石膏水洗后利用的老路子, 避免了环境与水的二次污染,节约水资源,且能够生产出符合国家标准的石膏粉。


3.2

煅烧工艺


石膏煅烧工艺按照加热时间的长短可分为快烧工艺和慢烧工艺。前述述炒锅系统、回转窑系统、沸腾炉系统以及锤式烘干机,物料在系统内的停留时间较长,高达30min~2h,属于低温慢烧工艺。气流式煅烧设备采用边磨边煅烧的方式,多是瞬间完成二水石膏的脱水,属于快烧工艺。 


此外,根据物料特性,煅烧工艺还可分为一步法(干燥附着水与脱去一个半的结晶水由同一台热工设备完成)与两步法(干燥附着水与脱去一个半的结晶水分别由不同的热工设备分别完成)。通常石膏原料的附着水含量较低时常采用一步法工艺;附着水含量较高时宜采用两步法工艺。

磷石膏的改性及其应用(3)

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