一种生产α-高强石膏的系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属材料制造领域，具体涉及一种生产α -高强石膏的系统及其应用。
【背景技术】
[0002]为贯彻十七届五中全会精神，落实节约资源和保护环境基本国策，加快发展循环经济，切实提高工业副产石膏综合利用水平，有力促进工业副产石膏综合利用产业发展。到2015年底，磷石膏综合利用率由2009年的20%提高到40% ;脱硫石膏综合利用率由2009年的56%提高到80% ;攻克一批具有自主知识产权的重大关键共性技术；建成一批大规模、高附加值利用的产业化示范项目；形成较为完整的工业副产石膏综合利用产品标准体系；弓丨导工业副产石膏综合利用企业向多途径、大规模、高附加值综合利用方向发展。
[0003]现阶段，虽然建筑石膏的生产已经达到规模化，在消耗副产石膏方面有很大贡献，但随着经济的发展和社会的进步，市场上高附加值的石膏制品越来越受欢迎。高强石膏是一种重要的工业原料。随着精密铸造、汽车、飞机等复杂零件铸造发展的需要，其应用越来越广泛。这就需要我们开发能够生产出高强石膏的新工艺、新技术及设备装置。
[0004]“利用脱硫石膏或柠檬酸石膏生产α -石膏的方法(专利号:ZL 2010 10102221.1)”和“利用脱硫石膏、磷石膏或柠檬酸石膏生产α-石膏的设备(专利号:ZL2010 2 0103177.1)”分别表述了 α-石膏的生产方法和α -石膏的生产设备，上述专利表述的内容在生产应用中有一定的局限性和不足。在此基础上我们进行改造和创新，克服不足，开发新工艺及新装置。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种生产α -高强石膏的系统及其应用。
[0006]该实验装置的技术就在于克服现有技术的缺陷，更新、完善现有技术装备，提供一种以天然石膏、脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏或盐石膏为原料，生产α-高强石膏的更专业、更完整的工艺装备。
[0007]—种生产α-高强石膏的系统，所述系统主要由制浆槽、反应釜(三至五台)、离心机(一台)、烘干机、球磨机、陈化仓、成品仓和包装机组成。其中，物料和水通过计量进入制浆槽，制浆槽下的料浆栗将浆料栗送至反应釜，出反应釜的物料再进入离心机进行离心分离，然后再依次进行干燥、改性、均化，最后进入成品仓进行包装。
[0008]所述系统的应用，所述系统以天然石膏、脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏或盐石膏为原料。
[0009]所述应用步骤包括不同含水量的原料首先经过游离水的测定，通过计算，在保证相同固液比的情况下与计量好的水混合，固液比为(6?9):(11?14)，通过搅拌形成均匀的石膏料浆，混合均匀的石膏料浆经料浆栗转入反应釜内进行反应，在温度压力和转晶剂的作用下进行结晶，反应温度为:145°C?160 °C，反应压力为3.5?4.5MPa，反应时间为70min?95min，转晶剂的用量为原料重量的0.32%?0.36% ;反应生成的α -型石膏浆体经过离心分离机分离，分离后的湿状α -型石膏晶体进入干燥机干燥，最后通过改性磨粉磨就得到α-型高强度石膏。
[0010]所述的转晶剂是由硫酸鋁鉀与拧檬酸钠复合而成，硫酸链鉀60%，拧檬酸鈉40%，为转晶剂。转晶剂用量占干基石膏量的1.3%。
[0011]所述制浆包括，原料首先经过游离水的测定，和制浆用水通过计量按比例进入制浆槽，石膏粉与水混合成石膏料浆，混合均匀的石膏料浆经料浆栗转入反应釜内。
[0012]所述反应包括，浆料进入反应釜中进行反应，沸水箱和反应釜下游连接离心机，反应釜排出的石膏料浆沿管路进入离心分离机，在离心分离机高速旋转下，石膏料浆在一定温度和热风的作用下脱去大部分的水，进入下一个工序，而废水则通过废水管进入废水箱，再次利用进行制浆。
[0013]所述干燥陈化，物料从离心机下料口进入烘干机，出烘干机的物料再进入球磨机进行改性；磨好的石膏粉则之间通过提升机送至陈化仓，经过陈化后的石膏粉通过提升机送入成品仓，成品仓下连接包装机。
[0014]所述系统的主要反应设备一反应釜，其台数为三至五台，循环出料并配套一台离心机。
[0015]所述系统的物料从出反应釜直至入烘干机前的整个离心过程均采用保温装置。
[0016]有益效果
1、生产原料不再单单只局限于一种或两种原料，该系统适用于以天然石膏、脱硫石膏、柠檬酸石膏、磷石膏或盐石膏等为原料制备α -高强石膏，更具有广泛性。
[0017]2、原料和水通过精确计量后，进入制浆槽，确保整个反应过程的进行，为产品的质量提供保障。且物料计量采用皮带秤，并配有刮料器，防止湿料沾到皮带上而影响物料的计量。
[0018]3、主要反应设备一一反应釜从一台增加至三到五台，且配套一台离心机，几台反应釜循环出料，降低了整个系统设备的间歇率，使产量提高了 3?5倍。通过增加反应釜的数量，不但使产量成倍增加，而且使整个干燥部分的温度接近于连续，避免升温降温频繁，降低了设备的间歇率，延长设备使用寿命，并且节能20%左右。
[0019]4、从出反应釜直至入烘干机前的整个离心过程增加了保温装置，确保整个干燥过程中的温度在合理范围内，避免二水石膏的生成，保证产品的质量:溶液中所生成的半水石膏与二水石膏两者基本共存的温度是107°C，人们把这一温度称之为平衡温度。低于这个温度半水石膏就要吸水向二水石膏转化，反之高于此温度则二水石膏就要脱水转化为半水石膏。若没有保温装置，当温度< 107°C时，会有8%?10%左右的半水石膏转化为二水石膏，影响产品的质量。当增加了保温装置后，整个离心过程温度均能保证大于107°C，避免半水石膏向二水石膏的转化。
[0020]5、制浆使用的水是收集离心机排出的废水配合新水使用，避免水源的浪费，使水资源二次利用，节约能源，保护环境。
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