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    磷石膏的改性及其應用(3)

    2021-01-26 09:30:06

    2.2

    磷石膏的化學改性


    2.2.1偶聯劑改性

    常采用硅烷偶聯劑、酞酸酯偶聯劑和有機酸對磷石膏進行有機改性。石文建等采用硅烷偶聯劑KH570對磷石膏晶須進行表面改性??疾炝烁男詴r間、改性溫度、改性劑用量等條件對磷石膏晶須的表面改性影響。并分析了KH570對磷石膏晶須改性作用機理。結果表明:當KH570的用量為磷石膏晶須質量的5%,改性時間為80min,改性溫度在50℃時,獲得優質的改性效果。




    3.煅燒設備及工藝

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    3.1

    煅燒設備


    目前常用的石膏煅燒設備主要有炒鍋、回轉窯、沸騰爐、氣流式煅燒、磨-燒一體化煅燒設備以及錘式烘干機等[3]。


     3.1.1炒鍋

    炒鍋是以高溫煙氣為熱源,通過直接或者間接加熱的方式實現氣流與物料之間的熱交換。炒鍋工藝是一種傳統的煅燒工藝,為了適應氣料之間的高效換熱,其發展先后經歷了間歇炒鍋、連續炒鍋、埋入式炒鍋以及錐形炒鍋等階段,該工藝技術成熟,易于操作,但生產效率低、投資大、能耗高、環境差。


    3.1.2回轉窯

    回轉窯是傳統的煅燒方式,同樣以高溫煙氣為熱源,通過直接或者間接加熱的方式實現氣料之間的熱交換?;剞D窯又分為內燒式、外燒式以及套筒式三大類。其中,內燒式和套筒式回轉窯通過石膏與燃燒氣流直接接觸換熱, 完成二水石膏脫水;外燒式回轉窯是在窯外加熱,窯內石膏通過筒體間接換熱脫水。該工藝易于控制,操作彈性大,但工藝系統復雜,熱耗較大。


     3.1.3沸騰煅燒爐

    該工藝以高溫煙氣為熱源,通過床層內加熱管實現氣料熱交換,完成脫水分解。該工藝傳熱效率高、能耗低,但設備體積大,投資高。


    3.1.4氣流式煅燒

    氣流式煅燒設備是將磨細后的物料與熱氣流直接接觸換熱完成二水石膏的脫水。常見的設備有:彼特斯磨、沙士基打磨、Delta磨以及斯德動態煅燒爐。該工藝集粉磨與煅燒于一體,設備體積小、投資省、生產效率高、能耗低,但操作不穩定[4]。


    3.1.5 錘式烘干機

    錘式烘干機是與傳統的氣流干燥管配合使用,集石膏的打散、干燥、脫水、成品轉型于一體。該工藝操作簡單、能耗低、投資省,但工作溫度較低。此外,段慶奎等采用懸浮焙燒爐將雜質成分復雜的磷石膏廢渣,處理成廣泛用于建筑的高性能石膏制品,該工藝擺脫了傳統工藝中將磷石膏水洗后利用的老路子, 避免了環境與水的二次污染,節約水資源,且能夠生產出符合國家標準的石膏粉。


    3.2

    煅燒工藝


    石膏煅燒工藝按照加熱時間的長短可分為快燒工藝和慢燒工藝。前述述炒鍋系統、回轉窯系統、沸騰爐系統以及錘式烘干機,物料在系統內的停留時間較長,高達30min~2h,屬于低溫慢燒工藝。氣流式煅燒設備采用邊磨邊煅燒的方式,多是瞬間完成二水石膏的脫水,屬于快燒工藝。 


    此外,根據物料特性,煅燒工藝還可分為一步法(干燥附著水與脫去一個半的結晶水由同一臺熱工設備完成)與兩步法(干燥附著水與脫去一個半的結晶水分別由不同的熱工設備分別完成)。通常石膏原料的附著水含量較低時常采用一步法工藝;附著水含量較高時宜采用兩步法工藝。

    磷石膏的改性及其應用(3)

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