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開辟石膏綜合利用新途徑

    我(wo)(wo)國石(shi)膏(gao)資(zi)源(yuan)居世界(jie)第(di)一(yi)(yi)(yi)位(wei)，現(xian)在探(tan)明保有儲量(liang)約570億(yi)噸，更有相當一(yi)(yi)(yi)批資(zi)源(yuan)因勘探(tan)程(cheng)度低(di)(di)尚未發現(xian)，石(shi)膏(gao)礦產(chan)(chan)(chan)遠(yuan)景(jing)儲量(liang)更是十分可(ke)(ke)觀。而(er)石(shi)膏(gao)建(jian)(jian)材(cai)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)過程(cheng)中熱處理溫(wen)(wen)一(yi)(yi)(yi)般低(di)(di)于(yu)500℃，遠(yuan)遠(yuan)低(di)(di)于(yu)水(shui)(shui)泥、紅磚生產(chan)(chan)(chan)中的(de)(de)煅燒溫(wen)(wen)度。石(shi)膏(gao)深加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)能(neng)耗低(di)(di)，投資(zi)少，見(jian)效快，效益高(gao)，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)簡單，企業規(gui)模可(ke)(ke)大(da)可(ke)(ke)小。其深加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)膠(jiao)凝性(xing)、可(ke)(ke)塑(su)性(xing)、防(fang)火、隔音、抗(kang)靜(jing)電、調節室內干濕度、輕質等等特征，使(shi)得石(shi)膏(gao)制品可(ke)(ke)以廣泛地應用(yong)于(yu)建(jian)(jian)材(cai)領(ling)域———墻體材(cai)料(liao)(liao)、抹灰及裝飾材(cai)料(liao)(liao)。而(er)目前，我(wo)(wo)國水(shui)(shui)泥作為建(jian)(jian)材(cai)支柱(zhu)行業趨于(yu)飽和，大(da)力發展石(shi)膏(gao)深加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)，使(shi)其成為建(jian)(jian)材(cai)又一(yi)(yi)(yi)支柱(zhu)產(chan)(chan)(chan)業，已為大(da)勢所趨。以加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)壓水(shui)(shui)蒸氣(qi)法或加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)壓水(shui)(shui)溶液法生產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)α型半水(shui)(shui)石(shi)膏(gao)除具(ju)有普通石(shi)膏(gao)的(de)(de)共性(xing)外，其水(shui)(shui)化體具(ju)有高(gao)強度的(de)(de)特點，故也稱高(gao)強石(shi)膏(gao)，在建(jian)(jian)材(cai)領(ling)域具(ju)有廣泛用(yong)途。本文(wen)對(dui)α型高(gao)強石(shi)膏(gao)的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、性(xing)能(neng)及其應用(yong)進行了研究。

1   高強石膏

    生石(shi)膏礦石(shi)部分脫水即(ji)得(de)熟石(shi)膏：CaS04·2H20 ＝CaSO4·1/2H2O＋3/2H2O

    根據(ju)不(bu)同(tong)的加熱方法，可以(yi)得到性質完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的半(ban)(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)。在半(ban)(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)中，有(you)α和β兩種晶體狀態(tai)，它們二(er)者的性質差異很大。表(biao)1中α型半(ban)(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)的參數和β型半(ban)(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)的參數源(yuan)于相關文獻(xian)。

表(biao)1 不同晶型半水石膏的物理力(li)學性質比較(jiao)

    α型半水(shui)(shui)石(shi)膏(gao)主要是二水(shui)(shui)石(shi)膏(gao)用(yong)濕法（水(shui)(shui)蒸(zheng)汽(qi)(qi)或水(shui)(shui)溶液）加熱的產(chan)品(pin)，加熱溫度為125～150℃，其晶體為短粗棒狀，水(shui)(shui)化體強度高，表面光澤度、硬度高等特點（常稱為高強石(shi)膏(gao)），可(ke)以廣泛地(di)應用(yong)于機械、船舶、汽(qi)(qi)車制造、建筑、陶瓷和醫學(xue)領域。

    我國大(da)批量(liang)(liang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)α半水(shui)(shui)石膏(gao)(gao)的(de)(de)廠家很少(shao)，使(shi)得其在建筑(zhu)等(deng)領域的(de)(de)應用形不成規模(mo)。20世紀90年(nian)代以來(lai)，我們在針對(dui)影響α半水(shui)(shui)石膏(gao)(gao)產(chan)(chan)(chan)(chan)品質量(liang)(liang)各因(yin)素作(zuo)了大(da)量(liang)(liang)試(shi)驗工(gong)作(zuo)的(de)(de)基礎上，利用當(dang)地(di)石膏(gao)(gao)資源(yuan)、熱(re)能資源(yuan)（工(gong)業余(yu)熱(re)）等(deng)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)有利條(tiao)件下，因(yin)地(di)制宜，建成大(da)釜(fu)（20m）生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)α高強石膏(gao)(gao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)線，年(nian)產(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)1萬噸，產(chan)(chan)(chan)(chan)品抗壓(ya)(ya)(ya)強度達到50 Mpa，綜合指標(biao)優良，產(chan)(chan)(chan)(chan)品質量(liang)(liang)穩定，并(bing)探索出低品位石膏(gao)(gao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)α高強石膏(gao)(gao)的(de)(de)工(gong)藝。我們采用的(de)(de)α型(xing)半水(shui)(shui)石膏(gao)(gao)的(de)(de)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝為(wei)：先(xian)將(jiang)石膏(gao)(gao)礦石的(de)(de)粒度破(po)碎至25mm左右，然(ran)后(hou)在蒸(zheng)汽釜(fu)中分三階段蒸(zheng)養(yang)：①向蒸(zheng)汽釜(fu)中通水(shui)(shui)蒸(zheng)汽（壓(ya)(ya)(ya)力(li)為(wei)0.5～0.8個(ge)大(da)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)），進行(xing)低壓(ya)(ya)(ya)蒸(zheng)養(yang)，同時(shi)添加(jia)轉晶劑；②使(shi)水(shui)(shui)蒸(zheng)汽壓(ya)(ya)(ya)力(li)增(zeng)至1.8個(ge)大(da)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)，進行(xing)高壓(ya)(ya)(ya)蒸(zheng)養(yang)；③依靠二水(shui)(shui)石膏(gao)(gao)中脫出的(de)(de)水(shui)(shui)蒸(zheng)汽進行(xing)自身(shen)蒸(zheng)養(yang)。最后(hou)直(zhi)接向蒸(zheng)汽釜(fu)中通人熱(re)空氣(qi)將(jiang)其烘(hong)干，磨細即得α型(xing)半水(shui)(shui)石膏(gao)(gao)產(chan)(chan)(chan)(chan)品。

2  高強(qiang)石膏板

    石(shi)膏板由半水(shui)石(shi)膏水(shui)化制(zhi)成，仍然具有(you)調(diao)節大(da)(da)氣濕(shi)度(du)、防火、隔(ge)熱保溫、隔(ge)音、輕(qing)質等特(te)征，勢必成為理想的墻(qiang)體材(cai)料。近(jin)幾年(nian)，上海浦東(dong)開(kai)發(fa)區高層建筑(zhu)開(kai)始采(cai)用石(shi)膏制(zhi)品替代粘土磚，施工簡便，勞動強度(du)降低(di)，建筑(zhu)物(wu)整體重量大(da)(da)大(da)(da)降低(di)，工程基礎的造(zao)價也大(da)(da)為降低(di)。高強石(shi)膏粉的大(da)(da)批量面市，為石(shi)膏墻(qiang)板的規(gui)模生(sheng)產奠定了基礎。

    α高強石(shi)膏(gao)直接用于(yu)墻(qiang)板的(de)(de)(de)制作(zuo)，與(yu)普通強度(du)(du)石(shi)膏(gao)粉相比有兩個問題需要解決：①較高的(de)(de)(de)線膨脹(zhang)(zhang)易(yi)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)變形；②容重較大。為(wei)解決以上問題我們作(zuo)了(le)專門研究(jiu)。通過添加微量外(wai)加劑(ji)（均為(wei)天然廉價石(shi)材）等特殊(shu)工藝處(chu)理，在不影響其它產(chan)(chan)品性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)情況下，使線膨脹(zhang)(zhang)率由0.26％降(jiang)至0.08％，低(di)于(yu)普通強度(du)(du)石(shi)膏(gao)粉的(de)(de)(de)線膨脹(zhang)(zhang)率0.18％，墻(qiang)板的(de)(de)(de)容重為(wei)400-500kg/m3。以上處(chu)理工藝簡單，易(yi)于(yu)工業化、自動化，同(tong)時(shi)不影響制品的(de)(de)(de)高強特性(xing)、表面(mian)的(de)(de)(de)高硬度(du)(du)及高光(guang)潔度(du)(du)。高強度(du)(du)石(shi)膏(gao)板的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)工藝不同(tong)于(yu)紙面(mian)石(shi)膏(gao)板，是一種新型(xing)板材，其生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)規模化勢必帶動機械制造等相關行業的(de)(de)(de)發展(zhan)，對增(zeng)強石(shi)膏(gao)產(chan)(chan)地的(de)(de)(de)經濟實力，具有深遠(yuan)意義。

3  抹(mo)灰石膏

    抹灰石膏粉(fen)也是一種新(xin)型(xing)建筑(zhu)材(cai)料，主要用于現代建筑(zhu)的內墻(qiang)噴涂抹面，與(yu)傳統水(shui)泥砂漿相比(bi)，施工簡便(bian)，機械化程(cheng)度(du)高，勞(lao)動強度(du)低，其抹面強度(du)高、不開裂，防火(huo)、隔音，和易性好表面光潔度(du)好，自動調節室(shi)內干濕度(du)。其生產方(fang)法(fa)可分為兩種：

    1）分段煅(duan)燒法

CaS0₄·2H₂0^360℃ CaS0₄

↓                ↑  ｝混合相

^160℃CaSO₄·1/2H₂O 

    2）添加外加劑法

   ; 半水(shui)石膏(gao)添加(jia)(jia)外加(jia)(jia)劑(ji)使(shi)其初凝(ning)時間大于(yu)1h，終凝(ning)時間低于(yu)8h。針對此方法一(yi)般采用加(jia)(jia)入緩(huan)凝(ning)劑(ji)，緩(huan)凝(ning)劑(ji)采用復合(he)型外加(jia)(jia)劑(ji)，以天然非金屬礦石粉料(liao)代(dai)替(ti)有機(ji)化工原料(liao)，大大降(jiang)低了成本，易于(yu)工業(ye)化、自動(dong)化。

4 結語

    α型半水石(shi)膏(gao)、高強石(shi)膏(gao)板及抹(mo)灰石(shi)膏(gao)等(deng)的(de)開發(fa)與應用(yong)，為石(shi)膏(gao)的(de)綜合(he)利(li)用(yong)開辟了新(xin)的(de)途徑，必將大大推(tui)動石(shi)膏(gao)建材(cai)產業(ye)規模的(de)加大和綜合(he)效益的(de)提高。