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檸檬酸廢渣粉刷石膏的研制
王立明，董文亮
(寧夏建筑材料研究所，寧夏銀川 750001)
摘要：檸檬酸廢渣石膏經過處理，可制得性能優良的。型半水石膏;以α型半水石膏為原料，加入外加劑，可配制出優質的粉刷石膏。這種粉刷石膏產品凝結硬化快，粘結力強，有較好的保溫、隔熱、吸聲性能，體積穩定性好，質地細膩光滑，施工方便，是一種優質的內墻抹灰材料。本文就利用檸檬酸廢渣石膏生產粉刷石膏的生產工藝、成本及產品性能進行了研究與分析。
關鍵詞：檸檬酸廢渣石膏;α型半水石膏;檸檬酸廢渣粉刷石膏;廢渣利用
1前言
檸檬酸廢渣石膏是生產檸檬酸過程中，利用硫酸酸解檸檬酸時產生的一種工業廢渣。它的主要成分為CaS04.2H20，每生產1t檸檬酸可產生2.4 t廢渣石膏(折合干渣11.5 t)。目前，我國大約有六七十家檸檬酸廠在正常生產，每年排出的檸檬酸廢渣石膏為100萬t左右。
檸檬酸廢渣石膏由于含有一定量的殘余酸和有機物一菌絲體，長期以來，一直得不到有效的利用而大量堆積，對環境造成了嚴重污染，成為廠家極需解決的問題。寧夏建材研究所的科研人員根據其特性，對該廢渣不進行任何清洗處理，且經處理利用后，無任何廢水廢渣產生，研制成功檸檬酸廢渣粉刷石膏，并將投入規模化生產和應用。它同其它粉刷石膏一樣，具有凝結硬化快、粘結力強、防水性能好、保溫、隔熱、吸聲、體積穩定性好、質地細膩光滑、施工方便等特點，且價格低廉，是一種有較強的市場競爭能力，有利于環境保護的新型建筑材料。
2原材料
檸檬酸廢渣石膏因檸檬酸生產工藝的不同，呈不同的顏色，一般為白色、灰白色、黃色等;含水率為40%～60%;pH值為5.0—6.2，并伴雜有少量菌絲體的漿體狀物質。
研制采用寧夏寧馨兒生物工程有限公司排出的廢渣石膏(含結晶水19.82%)，其成分如表1。
從表1廢渣石膏的化學組成可以推算，CaS04·2H20的含量可達95%以上，是一種較純的石膏原料。只要工藝合適，就可克服該原料存在的缺陷，生產出優質的石膏及其制品。
檸檬酸廢渣石膏中含有大量的游離水，所以其脫水制度不同于天然石膏，首先是脫去大量的游離水，這一段時間料溫上升速度較慢，排潮量大，大量游離水被脫去后，排潮量開始減少，此時主要脫去結晶水，料溫上升速度增大，雖然排潮量減少，但隨著物料的沸騰，大量粉塵隨氣體排出。在實驗室條件下，檸檬酸廢渣石膏在不同脫水溫度下的性能見表2。
表2檸檬酸廢渣石膏在不同脫水溫度下的性能從表2可知，其*適宜的脫水溫度為150～170℃，所制得的α型半水石膏粉性能指標*好(見表3)，達到國家標準中優等品的指標，稠度、強度波動較小，有較長的凝結時間，非常適宜于做粉刷石膏的基料。
表3 α型半水石膏粉的性能指標
3檸檬酸廢渣粉刷石膏的生產工藝
檸檬酸廢渣粉刷石膏主要采用半干法生產工藝和半水型粉刷石膏的配制技術，主要工序如下：
檸檬酸廢渣石膏旦鑒王豎一成型一熱處理設備脫水一一陳化十粉磨一一計量一混合一包裝入庫
(1)半干法生產工藝主要是指將含水量40%～60%的料漿自然干燥至含水8%～15%，然后用皮帶機將其輸送至成型設備中成型，成型后的塊狀物料用小車輸運至專門的熱處理設備中進行脫水處理，在該設備中經一定時間熱處理后的物料是以半水石膏為主的多種相共存的熟石膏粉。該石膏粉因原料含有一定量的酸和有機菌體(沒有清除)，具有較長的凝結時間和一定的保水性能，因此，只需加入少量的緩凝劑、保水劑及其它特性填料即可達到粉刷石膏的性能指標。
(2)陳化后的熟料需經粉磨設備粉磨，粉磨后的物料即為配制粉刷石膏的基料。該基料經計量倉計量后，經輸送設‘備將其輸入雙螺旋混料設備中混合，外加劑經計量后，通過人工加入，出混料機后的物料經包裝即為粉刷石膏。
4 產品性能
檸檬酸廢渣粉刷石膏與中衛新材料廠生產的粉刷石膏產品性能對比如表4。
表4 2種粉刷石膏產品性能對比
由表4可以看出，檸檬酸廢渣粉刷石膏的性能與以天然石膏為原料的粉刷石膏相比，各項性能相差不很大，產品所有性能均可達到和超過國標中優等品的水平。
檸檬酸廢渣石膏中殘余的有機酸和菌絲體，在生產中一部分因高溫作用而揮發，但大部分仍殘留在產品中。殘余的有機酸使α型半水石膏的凝結時間大大延長，從而節省了緩凝劑的用量;而菌絲體的存在，不但可以起到延緩凝結時間的作用，還大大增強了粉刷石膏的保水性能，使外加劑由原來天然石膏的4%降至2%以內。減少外加劑的用量，使外加劑對強度的不利影響降低，使得粉刷石膏不但具有較好的凝結時間、保水性能，而且具有較高的強度、粘結力及優良的施工應用性能。
5生產成本與經濟效益
(1)檸檬酸廢渣粉刷石膏是以廢渣為原料，變廢為寶、變害為利，所用原料基本上可以不收費或少收費，節省了大量購買天然石膏原料的費用。
(2)目前，粉刷石膏所用外加劑價格昂貴，可占粉刷石膏總成本的30%—40%。檸檬酸廢渣石膏中所含有的殘余酸和菌絲體，可大大減少外加劑用量，大幅度降低成本。
(3)以年產1萬t規模計，檸檬酸廢渣粉刷石膏與以天然石膏為原料的粉刷石膏的生產成本、售價及利潤比較見表5。
表5檸檬酸廢渣粉刷石膏與天然粉刷石膏價格比較
由表5可以看出，檸檬酸廢渣粉刷石膏生產成本遠低于以天然石膏為原料生產的普通粉刷石膏。因此，它是一種很有市場競爭能力，具有很好經濟效益和社會效益的新型建材產品。
6結論
(1)檸檬酸廢渣石膏通過特殊工藝處理，可以作為石膏產品及制品的原料。以檸檬酸廢渣石膏為原料生產的檸檬酸廢渣粉刷石膏和 型半水石膏粉，其性能指標均已達到或超過國家標準。
(2)檸檬酸廢渣粉刷石膏生產工藝簡單、**，設備投資小。
(3)檸檬酸廢渣粉刷石膏質量優，需求量大，具有廣闊的市場和較強的市場競爭力;生產成本低，利潤高，利用廢渣，保護環境，具有顯著的經濟效益和社會效益。
