人造岗石切割屑制备石膏板的工艺与机理研究

发布时间：2020-10-14 16:01

　　 人造岗石产生的切割屑通过堆积、掩埋等方式处理掉,既占用空间,又会对环境产生污染,此外工业产生的废酸无法处理得到有效利用。本论文采用人造岗石切割屑作为原料,纯硫酸(98%)代替废酸,通过酸化、氧化合成的方法合成石膏粉,制备出具有一定强度的建筑石膏板,论文研究结果可以对资源进行二次利用,并解决环境问题,实现绿色生产。(1)分析得出人造岗石切割屑中有毒有害元素的含量低于国标要求的建筑石膏制品含量的规定;总有机碳含量约为4.66%;切割屑原料的主要组成为方解石,可以作为建筑石膏的原材料。(2)稀硫酸酸化切割屑合成石膏粉的研究中,得到切割屑与浓硫酸(98%)的最佳质量比为1:0.8,低于理论的固液比1:0.86;室温下,稀硫酸浓度为50%,经500r/min搅拌1h,静置放置4h后可以合成粒度大小d_(50)为11μm,d_(90)为56μm,白度为86的针状石膏粉;整个研究过程中总有机碳去除率在5%~8%之间;滤液由于Fe~(3+)的水解絮凝作用使其颜色变透明,故可重复利用。(3)双氧水在酸性条件下(p H≤5)氧化有机物的效果较好,双氧水用量为50kg/t时,有机碳去除率为31%左右;固液比为1:0.7的浓硫酸缓慢加入切割屑中,加入到50g硫酸(98%)稀释在固液比为1:3的水中进行反应,经500r/min转速下搅拌1h后,合成石膏的总有机碳去除率为53%,石膏粉微观形貌呈针状结构居多;随着浓硫酸用量的增加,碳单质的转化率越大,有机物的含量越少。(4)不同的固液比对合成石膏粉进行洗涤时,固液比为1:2,重复洗涤合成石膏5次可以去除总有机碳含量的12%,最终优化条件下有机碳的去除率达到了65%,得到石膏粉白度为65。(5)通过TG-DSC分析,研究得到氧化合成石膏粉以2cm的厚度,在135℃下进行干燥8h可脱水形成β-半水石膏;加入0.3%的柠檬酸、0.5%的木质素磺酸钠使氧化石膏粉标稠需水量从95%降低到83%,用水量减少了12%,制备的石膏板烘干后抗折强度为3.8MPa,抗压强度为13MPa。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ177.378
【部分图文】：

合成石膏粉的颗粒大小、有机切割屑作为碳酸钙原料，研究过程中有机物的去除效果，并量去除的能力。，研究不同添加剂对生成的石石膏板，并进行机理分析。人造岗石切割屑

16图 2-1 人造岗石切割屑原料的 XRD 图图 2-1 可知原料中物相组分中含方解石，少量的为白云石，此外含有机物等，分析出其中方解石含量为 75%左右，白云石含量在 10%15%左右的添加剂和杂质成分，理论上需要98%硫酸的质量固液比为成分分析据 X 射线衍射结果并不能准确的判断原料切割屑废渣的具体成分表 2-1 所示。过对原料的 X 射线荧光光谱分析，可以知道原料中主要成分为 C

图 2-2 人造岗石切割屑原料的 SEM 图 2-2 中可以看到原料切割屑呈现颗粒状分布，粒度大小不均，原料颗粒、小颗粒之间聚集在一起，而且小颗粒之间的聚集现象很明显毒有害物质分析切割屑中有毒物质的检测采用 Prodigy 型电感耦合等离子体发射光用过量的盐酸酸化，然后对过滤的滤液中的 Pb、Cd、As、Cr、Hg进行测试。如表 2-4 所示，从表中数据可以看到，原料切割屑中含有的有毒物于建筑石膏制品国家规定的元素限制含量。表 2-4 建筑石膏制品中有毒有害物质含量分析结果量Pb（≤Cd（≤As（≤Cr（≤Hg（≤F+
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本文编号：2840883