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1、檸檬酸石膏生產(chǎn)建筑石膏的試驗研究含金沙摘要：化工廠產(chǎn)生的廢棄物檸檬酸石膏是一種很好的可再利用的資源。以前關(guān)于檸檬酸石膏的利用論文主要是生產(chǎn)α石膏，而生產(chǎn)建筑石膏的論文很少，本文就此對其特性和工藝進(jìn)行研究分析。關(guān)鍵字：檸檬酸石膏粉磨煅燒工藝1引言檸檬酸石膏是生產(chǎn)檸檬酸過程中，利用硫酸酸解檸檬酸時生產(chǎn)的一種工業(yè)廢渣。它的主要成分為二水硫酸鈣，每生產(chǎn)1噸檸檬酸可生產(chǎn)2.4噸檸檬酸石膏。檸檬酸石膏因檸檬酸生產(chǎn)工藝的不同，呈不同的顏色。一般為白色、灰色、黃色等；含水為25%左右，有些好的檸檬酸生產(chǎn)廠含水能達(dá)15%；PH值為5.0-6.5
2、，二水硫酸鈣含量達(dá)95%以上。檸檬酸石膏由于含有一定的殘余酸和有機物（菌絲體），使生產(chǎn)出的半水石膏強度偏低，凝結(jié)時間變長，利用困難。長期以來得不到有效利用而大量堆積對環(huán)境造成污染。但只要工藝合理，就能夠克服檸檬酸石膏其本身固有的缺陷。2檸檬酸石膏的理化特性2.1化學(xué)成分將檸檬酸石膏與溫州電廠的脫硫石膏和湖北應(yīng)城的天然纖維石膏在45?C下烘干至恒重，進(jìn)行XRF分析，結(jié)果如表1：其中，檸檬酸石膏，脫硫石膏和纖維石膏的結(jié)晶水分別為19.25%，19.86%和20.69%，它們的品味都在92%以上，其純度完全能滿足建筑石膏粉的要求。檸
3、檬酸石膏的灼燒量比較大，主要是結(jié)晶水和有機物如檸檬酸鹽以及菌絲體造成的。由于工藝的特殊性，檸檬酸石膏的PH值在2.5~4.3之間，有較強的酸性，脫硫石膏PH值一般在5.6~7.8之間波動，纖維石膏由于是地下開產(chǎn)，PH值幾乎為中性。2.2物理特性2.2.1粒度分布用粒度分析儀對烘干的檸檬酸石膏，脫硫石膏和天然纖維石膏的粒度測試，結(jié)果如表2所示由此可見，檸檬酸石膏主要分布在45~16μm之間，而脫硫石膏的粒度主要分布在45~25μm的范圍內(nèi)，天然的纖維石膏則分布范圍較為寬廣。2.2.2白度，堆積密度和結(jié)晶形態(tài)如表3通過上面的物理和
4、化學(xué)特性，檸檬酸石膏與脫硫石膏及其建筑石膏的化學(xué)成分比較相似，PH值相對偏酸性，細(xì)度更細(xì)，堆積密度輕。3制取建筑石膏為了確認(rèn)煅燒檸檬酸石膏制建筑石膏的大致溫度，先進(jìn)行DTA分析，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行尋找適合檸檬酸石膏特有的煅燒溫度。3.1差熱分析取在45?C下烘干至恒重的檸檬酸石膏，用湘儀儀器廠生產(chǎn)的WDT-I差熱分析儀進(jìn)行分析，升溫速率為10?C/min，一直加熱到500?C，結(jié)果見圖1。在140~150?C有一個大的吸熱峰，應(yīng)該是檸檬酸石膏脫去1.5個結(jié)晶水變成半水建筑石膏；在230~240?C又出現(xiàn)一個小的吸熱峰，脫去剩余
5、的結(jié)晶水，變?yōu)棰笮蜔o水石膏；400~410?C則出現(xiàn)小的放熱峰是Ⅲ型無水石膏向Ⅱ型無水石膏的晶形轉(zhuǎn)變。從上面的試驗分析可以看出，檸檬酸石膏的脫水溫度為140~150?C，但在實際的生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)效率及其它原因的考慮，炒制溫度都比試驗溫度150?C要高。3.2建筑石膏的試驗由于檸檬酸石膏PH值在2.5~4.3之間，因此先在原料中加入1~2%氧化鈣中和游離酸，使之PH值接近中性。為了研究不同的溫度對檸檬酸制取建筑石膏的影響，設(shè)定不同的煅燒溫度，在101-A的電熱鼓風(fēng)干燥箱中分別恒溫1小時，陳放7天后，按GB/T17669進(jìn)行測試
6、，結(jié)果如表4所示。以上的實驗數(shù)據(jù)表明，在相同的煅燒溫度下，粉磨后的建筑石膏的強度明顯比不粉磨的建筑石膏的強度要高出許多，硬化時間變快。在相同的粉磨條件下，160~380?C的煅燒范圍內(nèi)，稠度越來越小，硬化時間越來越快，抗折強度越來越高。4實驗分析由于檸檬酸石膏PH值為酸性，在炒制前需加入氧化鈣中和，這樣煅燒后的建筑石膏漿體中氣泡很少，不會因此而影響硬化體的結(jié)構(gòu)。檸檬酸石膏很細(xì)，主要集中在45~16μm的范圍內(nèi)，堆積密度小，如果按天然纖維石膏或脫硫石膏的煅燒溫度160?C處理的話，標(biāo)稠高，強度低，勢必要進(jìn)行級配的調(diào)整。煅燒粉磨后
7、，石膏粉中部分粉將進(jìn)一步變細(xì)，活性增強，水化速度變快，凝結(jié)時間縮短。因此在其他條件相同的情況下，粉磨之后的強度總比不粉磨的強度要高出許多。檸檬酸石膏中的雜質(zhì)主要為檸檬酸，檸檬酸鹽和菌絲體，在石膏的硬化過程中會延長石膏的硬化，從而影響其強度。另外，檸檬酸及其鹽和菌絲體的存在會使石膏晶體粗化，搭接點明顯減少，強度會進(jìn)一步減弱。而當(dāng)煅燒溫度高于300?C時，檸檬酸及其鹽和菌絲體就會被熱分解炭化并揮發(fā)，所以抗折強度會在160~380?C的范圍內(nèi)逐漸變大。5結(jié)論（1）檸檬酸石膏白度白，細(xì)度在主要在45~16μm，二水硫酸鈣的品味在92%
8、以上，PH值成酸性，是很好的石膏利用資源。（2）檸檬酸石膏炒制前需要用石灰中和處理，這樣可以減少對設(shè)備的腐蝕和成品的氣泡，增加強度。（3）檸檬酸石膏的煅燒溫度不同于一般的天然石膏和脫硫石膏，應(yīng)在300~380?C之間，同時要增加粉磨工藝。這樣強度完全可以達(dá)到建筑石膏的要求。作
