CN104609813A - 一种制备陶瓷模具的石膏粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备陶瓷模具的石膏粉，包括主料和辅料；主料的组分包括脱硫石膏和柠檬酸石膏，所述脱硫石膏和柠檬酸石膏质量百分比为3︰1～5︰1；所述辅料包括缓凝剂、硫酸钙晶须和生石灰，其中缓凝剂占主料的质量分数为0.1～0.5‰，硫酸钙晶须占主料的质量分数为0～2％，生石灰占主料的质量分数为0～2％。一种用于制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，步骤如下：（1）将脱硫石膏和柠檬酸石膏放入流化床煅烧系统进行煅烧；（2）将煅烧后的主料用粉磨设备进行粉磨；（3）在粉磨后的主料中加入辅料进行改性。所述石膏粉吸水率高、凝结膨胀率受到抑制、强度高。
Description
技术领域
本发明涉及石膏粉及其制备方法，特别涉及一种用于制备陶瓷模具的石膏粉及其制备方法。
背景技术
注浆成型是一种简便而实用的陶瓷成型工艺，由于石膏制品具有重量轻、生产效率高、耐火性能好、易浇注、资源丰富、能耗少等一系列以上的优点，因此在塑制工艺品、制作牙科、陶瓷、机械铸造中当作模型石膏来使用。模型石膏分普通模型石膏和高强石膏两种。我国用于制造陶瓷的模型石膏占我国陶瓷生产工业的15%左右，而陶瓷工业又是我国的传统产业，所以引起了广泛的关注，并且取得大量的成绩。但近年来，随着我国日用陶瓷工业的紧张，制作日用陶瓷模用原料的石膏日趋紧张，石膏矿资源质量有所下降，石膏价格不断上涨，而我国日用陶瓷对石膏的需求却越来越大，这种供需矛盾造成了日用陶瓷模具质量的普遍下降，增加了瓷器产品的成本，影响了企业的效益。而每年近1.5亿t的工业副产石膏已越来越成为重要的石膏资源，并已引起国家的高度重视。工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染，已经成为制约我国燃煤机组烟气脱硫和磷肥企业可持续发展的重要因素，因此利用工业副产石膏对国家环境保护和可持续发展战略有着重要影响。
目前，我国用于陶瓷成型的模具石膏粉，大多是由天然石膏矿石加工而成的半水石膏粉，石膏经水化、硬化形成二水石膏，干燥后成为具有吸水性和一定强度的石膏模具，而用脱硫石膏加工而成的β型半水石膏用于生产模具石膏虽具有一定的吸水性，但还没有达到陶瓷模具所要求的高吸水率、低凝结膨胀率要求，目前我国对提高脱硫建筑石膏制品吸水率的研究不够成熟和完善，许多陶瓷生产企业采取α、β型半水石膏混合的方法来改善其性能，但是由于这两种石膏粉的匹配问题和水化性能的差别，还是难以生产出强度、吸水率和凝结膨胀率都较好的陶瓷模具石膏粉。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：用以前的α、β型半水石膏来制备的陶瓷模具的强度低、吸水性差、凝结膨胀率差。
为解决上述现有技术的问题，本发明采用如下的技术方案：
一种用于制备陶瓷模具的石膏粉，包括主料和辅料；主料的组分包括脱硫石膏和柠檬酸石膏，所述脱硫石膏和柠檬酸石膏质量百分比为3︰1～5︰1；所述辅料包括缓凝剂、硫酸钙晶须和生石灰，其中缓凝剂占主料的质量分数为0.1～0.5‰，硫酸钙晶须占主料的质量分数为0～2％，生石灰占主料的质量分数为0～2％。
进一步，所述的缓凝剂为柠檬酸钠、柠檬酸、骨胶、多聚磷酸钠中的一种或几种。
一种用于制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，步骤如下：（1）将脱硫石膏和柠檬酸石膏放入流化床煅烧系统进行煅烧；（2）将煅烧后的主料用粉磨设备进行粉磨；（3）在粉磨后的主料中加入辅料进行改性。
进一步，所述主料的煅烧温度为150～160℃。
进一步，所述粉磨时间为10～30分钟。
进一步，所述煅烧温度通过石膏量控制法和导热油量控制法进行调节。
进一步，所述搅拌时间为25～35分钟。
进一步，所述搅拌速度为58～62转/分钟。
本发明的有益效果为：
将脱硫石膏和柠檬酸石膏这两种工业副产石膏按重量百分比3﹕1～5﹕1在流化床煅烧系统内进行煅烧。柠檬酸石膏晶体形貌呈片状结构，容重比较小，与脱硫石膏混合煅烧后使用，一方面使煅烧后的主料的容重降低，另一方面改善了煅烧后主料的孔结构分布，这样既提高了制品的吸水率，也对凝结膨胀率的发展起到了抑制作用。而煅烧温度对成品的质量有着极其重要的影响，在脱硫石膏和柠檬酸石膏混合煅烧过程中，通过石膏量控制法和导热油量控制法来控制煅烧温度。根据固体流态化传热系数大的物点通过调节煅烧器进料量可以快速调节煅烧温度，但调节温度的精确度不够，但通过如上两种调节手段可将煅烧温度控制在150～160℃之间，从而有力避免了石膏发生欠烧或过烧的可能，因此煅烧出的石膏粉性能优异，强度高。本发明不仅为工业副产石膏的综合利用开辟了一条新的途径，而且还解决了目前国内日用陶瓷模具质量较差的问题。
附图说明
图1是脱硫石膏晶体显微照片。
图2是柠檬酸石膏晶体显微照片。
具体实施方式
下面对本发明内容作进一步详细说明。
一种用于制备陶瓷模具的石膏粉，包括主料和辅料。主料的组分包括脱硫石膏和柠檬酸石膏，所述脱硫石膏和柠檬酸石膏质量百分比为3︰1～5︰1。辅料包括缓凝剂、硫酸钙晶须和生石灰，其中缓凝剂占主料的质量分数为0.1～0.5‰，硫酸钙晶须占主料的质量分数为0～2％，生石灰占主料的质量分数为0～2％。可进一步优选，缓凝剂为柠檬酸钠、柠檬酸、骨胶、多聚磷酸钠中的一种或几种。柠檬酸石膏晶体形貌呈片状结构，容重比较小，与脱硫石膏混合煅烧后使用，一方面使制品的容重降低，另一方面改善了制品的孔结构分布，这样既提高了制品的吸水率，也对凝结膨胀率的发展起到了抑制作用。
一种用于制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，步骤如下：（1）将脱硫石膏和柠檬酸石膏放入流化床煅烧系统进行煅烧；（2）将煅烧后的主料用粉磨设备进行粉磨；（3）在粉磨后的主料中加入辅料进行改性。主料的煅烧温度控制在150～160℃之间。粉磨时间控制在10～30分钟之间。煅烧温度通过石膏量控制法和导热油量控制法进行调节。搅拌时间控制在25～35分钟之间。搅拌速度控制在58～62转/分钟之间。其中，石膏控制法就是通过物料变频螺旋输送机控制脱硫石膏和柠檬酸石膏的输送量。导热油量控制法就是通过导热油电动调节阀控制进入煅烧器的导热油量。煅烧温度对所述石膏粉的质量有着极其重要的影响，在脱硫石膏和柠檬酸石膏煅烧过程中当温度偏高时通过物料变频螺旋输送机和导热油电动调节阀分别增加进入煅烧器的石膏量和减少进入煅烧器的导热油量来控制温度，根据固体流态化传热系数大的物点通过调节煅烧器进料量可以快速调节煅烧温度，但调节温度的精确度不够，通过如上两种调节手段可将主料的煅烧温度控制在150～160℃之间，从而有力避免了石膏发生欠烧或过烧的可能，因此煅烧出的石膏粉性能优异。
实施例一：
将脱硫石膏和柠檬酸石膏按重量百分比3.5：1在流化床煅烧系统内进行煅烧，然后用粉磨设备粉磨10min。按重量计，取粉磨后的主料粉98.96份、柠檬酸钠0.04、生石灰1份，投入到搅拌机，搅拌时间25分钟，搅拌转速58转/分钟，得到陶瓷模具石膏粉100份。
实施例二：
将脱硫石膏和柠檬酸石膏按重量百分比4：1在流化床煅烧系统内进行煅烧，然后用粉磨设备粉磨25min。按重量计，取粉磨后的石膏粉98.98份、柠檬酸0.02、硫酸钙晶须1份，投入到搅拌机，搅拌时间30分钟，搅拌转速60转/分钟，得到陶瓷模具石膏粉100份。
实施例三：
将脱硫石膏和柠檬酸石膏按重量百分比4.5：1在流化床煅烧系统内进行煅烧，然后用粉磨设备粉磨15min。按重量计，取粉磨后的石膏粉98.95份、柠檬酸0.05、生石灰1份，投入到搅拌机，搅拌时间35分钟，搅拌转速62转/分钟，得到陶瓷模具石膏粉100份。
实施例四：
将脱硫石膏和柠檬酸石膏按重量百分比5：1在流化床煅烧系统内进行煅烧，然后用粉磨设备粉磨20min。按重量计，取粉磨后的石膏粉98.95份、柠檬酸钠0.05、硫酸钙晶须1份，投入到搅拌机，搅拌时间30分钟，搅拌转速60转/分钟，得到陶瓷模具石膏粉100份。
上述组分制备得到的陶瓷模具石膏粉，参照标准QB/T1640-92《陶瓷模用石膏物理性能测试方法》和陈燕等主编的《石膏建筑材料》提到的石膏检测方法进行性能测试，测试结果见表1。
表1
| 初凝时间/min | 终凝时间/min | 2h抗折强度/MPa | 吸水率/% | 2h凝结膨胀率/% | |
| 实施例1 | 12 | 18 | 3.7 | 40.1 | 0.11 |
| 实施例2 | 11 | 19 | 3.9 | 42.5 | 0.1 |
| 实施例3 | 11 | 17 | 3.9 | 41.7 | 0.12 |
| 实施例4 | 10 | 16 | 4.1 | 43.3 | 0.11 |
从表1中可以得出：所述石膏粉的吸水率最高达到了43.3％，最低也达到了40.1％，吸水率很高的标准。2h的凝结膨胀率抑制在0.12％以下。2h的抗折强度也达到了3.7MPa以上，强度高。
Claims (8)
1.一种制备陶瓷模具的石膏粉，其特征在于，包括主料和辅料；主料的组分包括脱硫石膏和柠檬酸石膏，所述脱硫石膏和柠檬酸石膏质量百分比为3︰1～5︰1；所述辅料包括缓凝剂、硫酸钙晶须和生石灰，其中缓凝剂占主料的质量分数为0.1～0.5‰，硫酸钙晶须占主料的质量分数为0～2％，生石灰占主料的质量分数为0～2％。
2.根据权利要求1所述的制备陶瓷模具的石膏粉，其特征在于，所述的缓凝剂为柠檬酸钠、柠檬酸、骨胶、多聚磷酸钠中的一种或几种。
3.一种权利要求1所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将脱硫石膏和柠檬酸石膏放入流化床煅烧系统进行煅烧；（2）将煅烧后的主料用粉磨设备进行粉磨；（3）在粉磨后的主料中加入辅料进行改性，在搅拌机内均匀搅拌。
4.根据权利要求3所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，所述主料的煅烧温度为150～160℃。
5.根据权利要求4所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度通过石膏量控制法和导热油量控制法进行调节。
6.根据权利要求3所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，所述粉磨时间为10～30分钟。
7.根据权利要求3所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为25～35分钟。
8.根据权利要求3所述的制备陶瓷模具的石膏粉的制备方法，其特征在于，所述搅拌速度为58～62转/分钟。
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