工業(yè)化學(xué)石膏與石膏廢模在陶瓷模具石膏生產(chǎn)中的循環(huán)利用

1、工業(yè)化學(xué)石膏與石膏廢模在陶瓷模具石膏生產(chǎn)中的循環(huán)利用摘 要：綜合利用工業(yè)化學(xué)石膏、廢模石膏，經(jīng)過不 同工藝煨燒與復(fù)配處理途徑，可以應(yīng)用于對石膏粉品質(zhì)要求 較高的陶瓷模型行業(yè)，達(dá)到節(jié)約資源與可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)循 環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。關(guān)鍵詞：化學(xué)石膏；廢模再生；陶瓷模具；濕法煨燒； 復(fù)配；利用1前言我國石膏深加工工業(yè)的工藝裝備、產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)過了20多年引進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)，目前已獲得了快速發(fā)展，特別在紙面石 膏板、石膏膠凝材料、化學(xué)石膏應(yīng)用、石膏模具、砌塊等方 面有了長足進(jìn)展。同時，在陶瓷模具石膏粉行業(yè)中有了新的 發(fā)展，即化學(xué)石膏用于陶瓷模具石膏，提高附加值，資源綜 合利用，變廢為寶；大量的陶瓷廠的石膏廢模被回收再

2、利用。 這些技術(shù)創(chuàng)新都是國家積極倡導(dǎo)的，符合國家政策需要的新 趨勢。2國內(nèi)高品位天然石膏資源現(xiàn)狀用于陶瓷模具的石膏一般要求二水石膏品位達(dá)到85%95%,在國內(nèi)靠近陶瓷基地的石膏產(chǎn)區(qū)，該類石膏已經(jīng)基本枯竭，即使有，其價格都在 200800元/t。因此，昂 貴的原料使得陶瓷模具生產(chǎn)成本升高。雖然價格攀升，但產(chǎn) 品質(zhì)量仍然難以保證。另外，部分高品位的石膏在邊遠(yuǎn)地區(qū)，如：內(nèi)蒙、寧夏、青海等地，遠(yuǎn)離深加工基地與用戶市場，產(chǎn)品與原材料運(yùn)費(fèi) 占產(chǎn)品價格的30%50%;即使靠近原材料建廠，產(chǎn)品運(yùn)輸 偏遠(yuǎn)地區(qū)的也是一個嚴(yán)重的問題。為了緩解上述情況，有些企業(yè)從泰國等周邊地區(qū)向國內(nèi) 調(diào)運(yùn)高品位石膏，但小于經(jīng)濟(jì)批量的

3、價格優(yōu)勢并不明顯。3工業(yè)化學(xué)石膏以及廢模的現(xiàn)狀目前，與天然石膏資源枯竭相對應(yīng)的是：脫硫石膏、磷 石膏、檸檬石膏等工業(yè)化學(xué)石膏，它們的品位較高，一般能 達(dá)到85%95%的要求，并且產(chǎn)量與存量巨大。價格方面化 學(xué)石膏根據(jù)地域不同一般 1080元/t,有的偏遠(yuǎn)地區(qū)，工業(yè) 石膏綜合利用發(fā)展慢的區(qū)域，還可以和排放企業(yè)協(xié)商應(yīng)用或 運(yùn)輸補(bǔ)貼，促進(jìn)化學(xué)石膏的利用，達(dá)到節(jié)約企業(yè)用地、保護(hù) 環(huán)境等目的。其次，石膏廢模，在陶瓷工業(yè)主產(chǎn)區(qū)，如：唐山、博山、 佛山、景德鎮(zhèn)、潮州、德化等地區(qū)，每年有大量的石膏模被 廢棄，這些石膏廢模沒有獲得很好的利用，只有極少用于水 泥行業(yè)。因此，對于化學(xué)石膏模與石膏廢模在陶瓷石膏粉中

4、的應(yīng)用已成為目前首要解決的問題。4工業(yè)化學(xué)石膏與石膏廢模應(yīng)用于陶瓷模具粉中的技術(shù)可行性4.1 工業(yè)化學(xué)石膏的再生應(yīng)用項(xiàng)目工程技術(shù)實(shí)踐表明，高品位的化學(xué)石膏，雖然雜質(zhì) 含量多且復(fù)雜，但經(jīng)過處理后是可以應(yīng)用于陶瓷石膏粉生產(chǎn) 的。脫硫石膏可以不經(jīng)凈化直接煨燒后應(yīng)用陶瓷模具生產(chǎn)； 而磷石膏、檸檬石膏，一般應(yīng)經(jīng)水洗凈化，然而水洗凈化過 程浪費(fèi)寶貴的水資源，是不可取、不提倡的，但是這兩類石膏可以用成熟的濕法轉(zhuǎn)化CRD （連續(xù)反應(yīng)烘干）工藝，省掉了水洗凈化過程， 實(shí)現(xiàn)石膏脫水結(jié)晶濃縮。 既實(shí)現(xiàn)了濕法煨燒以及剔除雜質(zhì)，又大幅度提高了產(chǎn)品品 質(zhì)，生產(chǎn)由超高強(qiáng)的 ALPHA半水石膏和其他石膏粉復(fù)配， 可以獲得高品

5、質(zhì)高附加值陶瓷模具產(chǎn)品，如：塑壓、母模石 膏粉等，產(chǎn)品價格達(dá)到 20005000元/t。脫硫石膏顆粒組成、雜質(zhì)等性能更具有濕法轉(zhuǎn)晶的優(yōu) 勢。另外，在生產(chǎn)普通陶瓷滾壓、注漿模用石膏粉時，脫硫 石膏是可以直接煨燒應(yīng)用的。但生產(chǎn)工藝需要優(yōu)化，否則， 會由現(xiàn)沉降難以攪拌、多泡多空、吸水性差、漂浮物多等現(xiàn) 象。4.2 廢模石膏再生應(yīng)用廢模石膏經(jīng)過煨燒再生工藝，獲得的再生半水石膏粉的混水比一般情況下比正常石膏粉稍高，強(qiáng)度低(為原來強(qiáng)度的30%40%),吸水稍快。一般不能直接應(yīng)用， 陶瓷廠家可 以根據(jù)情況與其他石膏粉摻和使用，一般摻加量為30%60%。通過實(shí)驗(yàn)，確定其產(chǎn)品的強(qiáng)度、使用次數(shù)、吸水性、 流變性等

6、方面的性能是否符合要求。摻加廢模可以大幅降低陶瓷廠模型石膏使用成本，在陶 瓷產(chǎn)品小批量定制或產(chǎn)品要求不高的情況下，很有應(yīng)用價 值。4.3廢模石膏在模具粉生產(chǎn)工藝中的注意事項(xiàng)(1)廢模再生石膏強(qiáng)度偏低、吸水性不適宜，一般不 單獨(dú)使用。(2)再生石膏粉可以直接煨燒或蒸壓烘干后炒制磨粉 混合成模具粉，但一般不能單獨(dú)使用。蒸壓的再生廢模石膏 粉混水比要低于直接炒制的 5%10%。(3)直接煨燒的石膏粉混水比高于蒸壓烘干后煨燒的 石膏粉，高由10%20%,強(qiáng)度也低于后者。若選擇蒸壓工 藝，可以適量添加轉(zhuǎn)晶劑，會獲得較低的混水比條件下的較 為可觀的強(qiáng)度。(4)模具粉生產(chǎn)工藝中廢模與化學(xué)石膏、天然石膏是 可

7、以直接按比例量摻加進(jìn)行加工使用，但要做嚴(yán)格的中試與 廣品試用。(5)用于陶瓷模具的石膏粉相組成要求較為嚴(yán)格，需對煨燒工藝進(jìn)行優(yōu)化，普通常規(guī)連續(xù)煨燒工藝難以達(dá)到要求，否則達(dá)不到模型的預(yù)期使用效果，這是工藝選擇必須注 意的。(6)普通煨燒工藝的煨燒設(shè)備可以選擇間歇式立式炒 鍋、臥式回轉(zhuǎn)窯，炒鍋每次添加 13 T,注意負(fù)荷設(shè)計(jì)；問 歇式回轉(zhuǎn)窯可以每次加料 25 T,注意需要設(shè)計(jì)快速排料系 統(tǒng)。5陶瓷模型石膏粉產(chǎn)品質(zhì)量要求陶瓷模型石膏粉主要指標(biāo)有混水比、初凝、終凝、強(qiáng)度 等，根據(jù)石膏粉性能與用途不同以及其他指標(biāo)差異，如：膨 脹率、表面性能、吸水率、擴(kuò)散系數(shù)、細(xì)度等方面以滿足石 膏粉品質(zhì)質(zhì)量的要求。例如

8、，一些石膏粉特殊要求。(1)母模石膏：對強(qiáng)度、韌性、膨脹系數(shù)有嚴(yán)格要求。(2)塑壓石膏：對透氣性、吸水性、強(qiáng)度、膨脹系數(shù)、 耐沖擊、耐磨有要求。(3)滾壓石膏：對強(qiáng)度、耐磨性、吸水性等指標(biāo)有要 求。(4)注漿石膏：對吸水率、擴(kuò)散系數(shù)、強(qiáng)度有要求。常規(guī)煨燒工藝情況下，化學(xué)石膏生產(chǎn)的模型石膏主要用 于普通滾壓、注漿。濕法轉(zhuǎn)化的超高強(qiáng)石膏與再生廢模石膏 粉一般不能單獨(dú)使用，需復(fù)配使用，其中，濕法轉(zhuǎn)化的超高 強(qiáng)石膏可以配制性能優(yōu)異的母模、塑壓、滾壓、高壓注漿石膏粉。5.1化學(xué)石膏生產(chǎn)的模型石膏粉的主要指標(biāo)(1)滾壓模型石膏的指標(biāo)對于滾壓模型石膏，其性能指標(biāo)為：混水比55%57%; 流徑220±

9、;5 mm；凝結(jié)時間1220 min ;強(qiáng)度 3.54.5 MPa； 吸水率23%25%;膨脹系數(shù)0.3%0.35%;擴(kuò)散系數(shù)為 0.014 0.016 cm2/s。(2)注漿模型石膏的指標(biāo)對于注漿模型石膏，其性能指標(biāo)為：混水比60%65%; 流徑220±5mm；凝結(jié)時間1215min；強(qiáng)度3.23.8 MPa； 吸水率28%33%;擴(kuò)散系數(shù)0.0150.025cm2/s；膨脹系數(shù) 0.25% 0.26%。(3)廢模再生石膏的指標(biāo)對于廢模再生石膏，其性能指標(biāo)為：混水比70%75%; 流徑220±5mm；凝結(jié)時間1520min；強(qiáng)度1.21.8MPa； 吸水率35%40%;擴(kuò)

10、散系數(shù)0.0250.028cm2/s；膨脹系數(shù) 0.2% 0.25%。(4)廢模與化學(xué)石膏煨燒后摻和(摻加 30%)的指標(biāo) 對于廢模與化學(xué)石膏煨燒后摻和，其性能指標(biāo)為：混水 比56%62%;流徑220 ±5 mm；凝結(jié)時間1215min；強(qiáng) 度3.03.5 MPa；吸水率29%32%;擴(kuò)散系數(shù) 0.0150.017 cm2/s；膨脹系數(shù) 0.3% 0.32%。(5)化學(xué)石膏生產(chǎn)的超高強(qiáng) ALPHA石膏的指標(biāo)對于化學(xué)石膏生產(chǎn)的超高強(qiáng)ALPHA石膏的性能指標(biāo)為：混水比33%38%;流徑180±5 mm；凝結(jié)時間23 min； 強(qiáng)度67 MPa；膨脹系數(shù) 0.35%0.45%;細(xì)

11、度200300目。(6)母模石膏的指標(biāo)對于母模石膏(用超高強(qiáng)石膏配制)的指標(biāo)為：混水比38%40%;流徑220±5 mm；凝結(jié)時間1215 min；強(qiáng)度4.56.0 MPa；膨脹系數(shù) 0.05%0.1%。(7)塑壓石膏的指標(biāo)對于塑壓石膏(用超高強(qiáng)石膏配制，要求吸水與透氣性 好)的指標(biāo)為：混水比 53%56%;流徑220 ± 5mm；凝結(jié) 時間1215min；強(qiáng)度4.55.5 MPa；膨脹系數(shù)0.2%。5.2化學(xué)石膏模型粉使用注意事項(xiàng)(1)凈化或未凈化后的化學(xué)石膏，若用濕法生產(chǎn)產(chǎn)品 性能基本與天然石膏無差異；未凈化的工業(yè)化學(xué)石膏直接應(yīng) 用因雜質(zhì)影響可能會由現(xiàn)起堿現(xiàn)象，影響表面

12、性能、使用次 數(shù)。(2)直接煨燒的較細(xì)化學(xué)石膏生產(chǎn)模具，因留存原始 晶態(tài)，可能存在流變性差的情況，有必要改善精磨系統(tǒng)，保 證級配、保證不過磨。(3)有些化學(xué)石膏未經(jīng)凈化存在漂浮物現(xiàn)象，甚至攪 拌氣泡。漂浮物很難去除，攪拌氣泡可以用消泡劑，或采用 真空攪拌來消除。(4)有些化學(xué)石膏生產(chǎn)陶瓷模具擴(kuò)散系數(shù)偏低，通過 改善煨燒工藝、磨礦工藝，甚至摻加廢模會有所緩解。(5)由于磷石膏、檸檬石膏含濕量大、雜質(zhì)與級配顆 粒形狀特點(diǎn)很適合采用 CRD濕法轉(zhuǎn)晶工藝。獲得的超高強(qiáng) 石膏與其他模型石膏混合復(fù)配可以獲得品質(zhì)優(yōu)良的模型石 膏。(6)脫硫石膏可以直接煨燒或成型蒸壓烘干后，磨粉 炒制混合成陶瓷模具石膏，應(yīng)用

13、于普通滾壓或注漿。脫硫石 膏若通過水洗凈化后，去除粉煤灰等雜質(zhì)，對模具粉產(chǎn)品品 質(zhì)有大幅提升，可以減少漂浮物、減少攪拌氣孔等。(7)采用濕法脫水結(jié)晶的脫硫石膏，性能優(yōu)良，除了 顏色外，其他指標(biāo)與高品位天然石膏生產(chǎn)的超高強(qiáng)阿爾法石 膏一樣，完全可以替代天然阿爾法石膏配制高附加值模型產(chǎn) 品以及其他產(chǎn)品。6結(jié)語化學(xué)石膏直接或經(jīng)過凈化處理后可以代替天然石膏應(yīng) 用于陶瓷石膏模型的生產(chǎn)，濕法煨燒轉(zhuǎn)晶CRD工藝與再生廢模石膏粉復(fù)配工藝給生了更多使用選項(xiàng)。上述思路已有成熟的工程技術(shù)實(shí)踐，符合國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型 的產(chǎn)業(yè)政策，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資 源、提高附加值，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，有廣闊的應(yīng)用前景

14、 與顯著社會效益。莊子云： 入生天地之間，若白駒過隙，忽然而已。”是呀，春秋置換，日月交替，這從指尖悄然劃過的時光，沒有一點(diǎn)聲響，沒有一刻停留，仿佛眨眼的功夫，半生已過。人活在世上，就像暫時寄宿于塵世，當(dāng)生命的列車駛到終點(diǎn)，情愿也罷，不情愿也罷，微笑也罷，苦笑也罷，都不得不向生命揮手作別。我們無法挽住時光的腳步，無法改變?nèi)松乃廾?。但我們可以拿起生活的畫筆，把自己的人生涂抹成色彩靚麗的顏色。生命如此短暫，豈容隨意揮霍！只有在該辛勤耕耘的時候播灑汗水，一程風(fēng)雨后，人生的筐簍里才能裝滿碩果。就算是煙花劃過天空，也要留下短暫的絢爛。只有讓這僅有一次的生命豐盈充實(shí)，才不枉來塵世走一遭。雁過留聲，人過留

15、名，這一趟人生旅程，總該留下點(diǎn)兒什么！生活是柴米油鹽的平淡，也是行色匆匆的奔波。一粥一飯來之不易，一絲一縷物力維艱。前行的路上，有風(fēng)也有雨。有時候，風(fēng)雨撲面而來，打在臉上，很疼，可是，我們不能向生活低頭認(rèn)輸，咬牙抹去臉上的雨水，還有淚水，甩開腳步，接著向前。我們需要呈現(xiàn)最好的自己給世界，需要許諾最好的生活給家人。所以，生活再累，不能后退。即使生活賜予我們一杯不加糖的苦咖啡，皺一皺眉頭，也要飲下。人生是一場跋涉，也是一場選擇。我們能抵達(dá)哪里，能看到什么樣的風(fēng)景，能成為什么樣的人，都在于我們的選擇。如果我們選擇面朝大海，朝著陽光的方向揮手微笑，我們的世界必會收獲一片春暖花開。如果我們選擇小橋流水，在不動聲色的日子里種籬修菊，我們的世界必會收獲一隅靜謐恬淡。選擇臨風(fēng)起舞，我們就是歲月的勇者；選擇臨陣脫逃，我們就是生活的懦夫。沒有淌不過去的河，就看我