專利名稱：一種利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種石膏粉制作方法，特別是利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方 法，屬石膏材料技術領域。
背景技術：
陶瓷產品是人們生活中的重要用品，但生產陶瓷的過程中產生的廢棄物很多，據 統計，每年國內僅僅用于制作陶瓷用品的廢石膏模型就高達幾百萬噸，與此同時，用于生產 陶瓷制品的石膏粉近五年來增長了一倍。目前，廢石膏模型利用途徑主要是水泥企業做部 分原料使用，但使用量有限。半水石膏和二水石膏在一定的條件下可以相互轉變，因此廢石膏模型的再次利用 早已成為一個探索的課題，業內人士進行了多種方式的探索和應用。常見的是廢模型用于 制作水泥，但是這不是再生利用。還有人以簡單的方法加工再生石膏粉，該方法只是按照傳 統的β半水石膏生產方法加工廢模型，粉碎后炒制而成。這種方法制備的石膏粉標稠很 大，制模型用水量太大，初凝終凝很短，與新石膏粉性能差距太大，不能單獨使用，只能以一 定比例混入新石膏粉里使用，并且不能制作較大的注漿用模型。再有，國家專利“廢舊石膏 的再生利用方法”文件所公開的技術雖然可以實現廢石膏模型的再生利用，但工藝復雜，添 加物太多，成本高。該方法的主要技術特征為“原料去雜、粉碎、中和處理、活化處理、壓濾、 烘干、炒制、成品倉保溫48小時、裝袋、成品”。其中和處理的配方為“將廢舊石膏100%， 置于其重量2-5倍的水中，加入濃硫酸或濃鹽酸或濃磷酸2. 5%，漂白粉1. 5%，攪拌凈化 4小時，其活化處理配方為將中和好的原料置于反應罐中以釩網催化，加入1-2%的濃磷 酸，在30-80°C，0. 1-0. 2MP的壓力下進行活化6小時”等等，可見上述方法由于工藝過于繁 復，可操作性不高，實用性不強，故一直未得到普遍推廣使用。迄今為止，尚無具備投入大生產條件、完全替代熟石膏粉的再生石膏粉生產方法。
發明內容
本發明用于克服已有技術的缺陷而提供一種利用廢石膏模型制作再生石膏粉的 方法，利用該方法生產的再生石膏粉性能與新石膏粉相近、不加入添加劑就能用于制作大 型注漿用石膏模型。本發明所稱問題是通過以下技術方案解決的—種利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，其特別之處是，它按照下述步驟進 行a.檢選將收集的廢石膏模型檢選，清除出堿毛多的廢石膏模型；b.破碎將廢石膏模型粉碎為70mm以下的碎塊，過2目篩，篩上物備用；c.浸泡將廢石膏模型碎塊在濃度0. 1-0. 5%的乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液中浸泡；d.蒸壓釜蒸壓將經過浸泡的廢石膏模型碎塊置入蒸壓釜蒸壓；
e.烘干將蒸壓后的廢石膏模型碎塊取出，放入烘干箱中充分烘干；f.粉碎篩分將烘干的廢石膏模型碎塊粉碎，過100目篩，形成石膏粉；g.陳化將上述石膏粉密封狀態下陳化5-7天。上述利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，所述d步驟中，蒸壓壓力 0. 15-0.6Mpa，蒸壓溫度110_160°C，蒸壓時間3_9小時。上述利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，所述e步驟中烘干時間1_12小時， 烘干溫度100-180°C。上述利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，所述c步驟中，浸泡時間為0. 2-0. 5 小時。本發明針對生產陶瓷制品的廢石膏模型尚無合適的、具備大生產條件的再生利用 方法問題進行了研究試驗，推出一種可以完全替代熟石膏粉的再生石膏粉生產方法。本發 明方法具有以下顯著優點1.方法簡單，可操作性高，適合大生產的條件操作，不需要特殊 設備，容易推廣應用；2.按照本方法處理的廢石膏模型可以多次循環使用；3.本發明方法 生產的再生石膏粉的性能與在用的新石膏粉性能相近，有些指標還優于于新石膏粉；4.本 發明的再生石膏粉不加入添加劑就能用于制作大型注漿用石膏模型。按照本發明方法，每 年國內可以回收利用廢陶瓷石膏模具達400多萬噸，且通過循環利用，在保護資源、減少污 染、推動技術進步、降低企業成本等方面都具有巨大的積極作用。
具體實施例方式本發明所述的廢石膏模型與天然石膏一樣，主要成分都是二水硫酸鈣。但是，廢石 膏模型與天然石膏相比，有主要三個不同(1)密度不同，天然石膏密度2. 3，干燥的廢模型 密度1. 14 ； (2)含水量不同天然石膏除結晶水外含其它水很少，廢模型除結晶水外含其它 水較多，并且含水量變化大；(3)含雜質不同天然石膏的雜質較少，廢模型除了天然石膏 的雜質外還有制作模型和使用模型中帶來的雜質，其中最有害的雜質是Na2S04。泥漿中電 解質通常是Na2C03和Na2Si03，其與石膏反應如下CaS04 · 2H20+Na2C03 = CaC03+Na2S04+2H20 ；CaS04 · 2H20+Na2Si03 = CaSi03+Na2S04+2H20其中，CaC03和CaSi03大部分沉積在石膏模型中，它們對石膏粉的初凝終凝影響 不大；Na2S04則一部分隨著模型干燥時水分的蒸發排出形成“堿毛”，一部分存在模型中， 它們使石膏粉的初凝和終凝時間縮短。廢模型密度小不易改變；廢模型含水量不定可以改變；廢模型內外的Na2S04必須 剔除、減少。依據上述原則本發明方法按照下述步驟進行廢石膏模型檢選一破碎一乙 二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液浸泡一蒸壓釜蒸壓一烘干一粉碎篩 分一陳化均化一包裝一使用。再生石膏粉密度為0. 65g/cm3左右，石膏原礦加工的 石膏粉密度為0.8g/cm3左右。石膏粉的密度與加工石膏粉的原料、石膏粉的細度(分散度 或者粒度)和石膏粉是否吸附水分有關。但是制作石膏模型時，再生石膏粉在攪拌桶中浸 入水中以后，體積沒有異常，模型的膏水比和性能也正常。其中檢選步驟是由人工清除出“堿毛”多的廢模型；破碎步驟將廢模型破碎為 70mm以下的塊狀，破碎中附著的“堿毛”脫離，過2目篩，篩下細粉供水泥廠使用，篩上物進入下一步驟。浸泡步驟將廢石膏模型碎塊浸泡在濃度0. 1-0. 5%的乙二胺四乙酸二鈉鹽或 乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液中0. 2-0. 5小時，乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶 液的具體配置方法是，根據浸泡池的水量計算并稱量乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸 四鈉鹽放入桶中，桶中加水量為乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽的10倍以上， 攪拌至溶化，將桶中的乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽水溶液放入浸泡池中， 對池中水稍加攪拌即可使用。浸泡時乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液需將 廢石膏模型碎塊全部浸沒，浸泡廢模的乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液可 以反復使用。此步驟的作用有1、使廢石膏模型碎塊有相同的含水量，有利于處理的效果 一致；2、乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽都為優良的絡合劑，其與Na2S04形成 絡合物，蒸壓液態脫水時從廢石膏模型中帶出一部分Na2S04，有利于初凝和終凝時間的增 加；3、乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶 液對蒸壓中廢石膏模型形成大的結晶 有促進作用，有利于廢石膏模型強度的提高。蒸壓釜蒸壓步驟是將經過浸泡的廢石膏模型 碎塊置入蒸壓釜蒸壓，蒸壓壓力0. 15-0. 6Mpa，蒸壓溫度110-160°C，蒸壓時間3_9小時。 此步驟的目的如下二水石膏因脫水方式不同，形成兩種半水石膏β半水石膏和α半水 石膏。若常壓下氣態脫水生成β半水石膏，其制模型用水量大，強度低；而蒸汽壓力下液態 脫水生成α半水石膏，其制模型用水量小，強度高。廢石膏模型蒸壓后應當盡快烘干，低溫 下放置時間太長會影響性能，將蒸壓后的廢石膏模型放入烘干箱中烘干1-12小時，烘干溫 度100-180°C。烘干后約脫除的水分占烘干前重量的26%左右。烘干后的廢石膏模型水分 很少，容易破碎，將烘干的廢石膏模型碎塊粉碎，過100目篩，形成石膏粉。將上述石膏粉密 封狀態下陳化5-7天使其均化、活性降低、性能穩定、初凝和終凝時間延長。至此，所述再生 石膏粉即可以在注模型生產線使用。以本發明方法生產的再生石膏粉與在用的新石膏粉(萬凱粉)以不同比例混合后 按生產方式制作了四種模型，具體參數見下表 上述四種模型與在用石膏粉的模型同時干燥、同時上線注漿。使用中跟蹤沒有發 現異常，使用一個周期后同時下線也沒有異常。其中的0#模型是100%的再生石膏粉制作， 上述數據說明生產線試驗基本達標。以下給出本發明方法的幾個具體的實施例實施例1 將收集的廢石膏模型檢選，清除出堿毛多的廢模型；廢石膏模型粉碎為 70mm以下的碎塊，過2目篩，篩上物備用；將廢石膏模型碎塊在濃度0. 的乙二胺四乙酸 二鈉鹽溶液中浸泡0. 5小時，浸泡時乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液須將廢石膏模型全部浸沒； 將經過浸泡的廢石膏模型碎塊置入蒸壓釜蒸壓，壓力0. 6Mpa，溫度160°C，時間3小時； 將蒸壓后的廢石膏模型碎塊取出稍晾即放入烘干箱中烘干，烘干時間12小時，烘干溫度 IOO0C ；將烘干的廢石膏模型冷卻后粉碎，過100目篩形成石膏粉；將上述石膏粉密封狀態 下陳化5天，即可使用。實施例2 將收集的廢石膏模型檢選，清除出堿毛多的廢模型；廢石膏模型粉碎為 70mm以下的碎塊，過2目篩，篩上物備用；將廢石膏模型碎塊在濃度0. 5%的乙二胺四乙酸 四鈉鹽溶液中浸泡0. 2小時，浸泡時乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液須將廢石膏模型全部浸沒； 將經過浸泡的廢石膏模型碎塊置入蒸壓釜蒸壓，壓力0. 15Mpa，溫度110°C，時間9小時； 將蒸壓后的廢石膏模型碎塊取出稍晾即放入烘干箱中烘干，烘干時間1小時，烘干溫度 180°C ；將烘干的廢石膏模型冷卻后粉碎，過100目篩即形成石膏粉；將上述石膏粉密封狀 態下陳化7天，即可使用。實施例3 將收集的廢石膏模型檢選，清除出堿毛多的廢模型；廢石膏模型粉碎為 70mm以下的碎塊，過2目篩，篩上物備用；將廢石膏模型碎塊在濃度0. 2%的乙二胺四乙酸 二鈉鹽溶液中浸泡0. 3小時，浸泡時乙二胺四乙酸二鈉鹽溶液須將廢石膏模型全部浸沒； 將經過浸泡的廢石膏模型碎塊置入蒸壓釜蒸壓，壓力0. 4Mpa，溫度130°C，時間5小時； 將蒸壓后的廢石膏模型碎塊取出稍晾即放入烘干箱中烘干，烘干時間8小時，烘干溫度 150°C ；將烘干的廢石膏模型冷卻后碎塊粉碎，過100目篩即形成石膏粉；將上述石膏粉密 封狀態下陳化6天，即可使用。
權利要求
一種利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，其特征在于，它按照下述步驟進行a.檢選將收集的廢石膏模型檢選，清除出堿毛多的廢石膏模型；b.破碎將廢石膏模型粉碎為70mm以下的碎塊，過2目篩，篩上物備用；c.浸泡將廢石膏模型碎塊在濃度0.1-0.5％的乙二胺四乙酸二鈉鹽或乙二胺四乙酸四鈉鹽溶液中浸泡；d.蒸壓釜蒸壓將經過浸泡的廢石膏模型碎塊置入蒸壓釜蒸壓；e.烘干將蒸壓后的廢石膏模型碎塊取出，放入烘干箱中充分烘干；f.粉碎篩分將烘干的廢石膏模型碎塊粉碎，過100目篩，形成石膏粉；g.陳化將上述石膏粉密封狀態下陳化5-7天。
2.根據權利要求1所述的利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，其特征在于所述d 步驟中，蒸壓壓力0. 15-0. 6Mpa，蒸壓溫度110-160°C，蒸壓時間3_9小時。
3.根據權利要求2所述的利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，其特征在于，所述e 步驟中烘干時間1_12小時，烘干溫度100-180°C。
4.根據權利要求1或2或3所述的利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，其特征在 于，所述c步驟中，浸泡時間為0. 2-0. 5小時。
全文摘要
一種利用廢石膏模型制作再生石膏粉的方法，屬石膏材料技術領域，用于解決廢石膏模型再生利用問題。特別之處是所述方法按照下述步驟進行a.檢選；b.破碎；c.浸泡；d.蒸壓釜蒸壓；e.烘干；f.粉碎篩分；g.陳化。本發明主要優點有1.方法簡單，可操作性高，適合大生產條件操作，不需要特殊設備，容易推廣應用；2.按照本方法處理的廢石膏模型可以多次循環使用；3.本發明方法生產的再生石膏粉的性能與在用的新石膏粉性能相近，有些指標還優于于新石膏粉；4.本發明的再生石膏粉不加入添加劑就能用于制作大型注漿用石膏模型。本發明方法通過循環利用，在保護資源、減少污染、推動技術進步、降低企業成本等方面具有巨大的積極作用。
文檔編號C04B11/26GK101844885SQ20101016206
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者侯建勇, 吳萍, 宋子春, 曹和平, 李晶, 楊暉, 樊立永, 王彥慶, 王春金, 王海超, 田磊 申請人:唐山惠達陶瓷(集團)股份有限公司