一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，由以下重量份的原材料制成：造紙白泥40-50%；無水石膏15-20%；建筑石膏30-40%；抗水釋水劑1-3%；造紙白泥為粒狀結(jié)晶不良的CaCO3，其粒徑為15-25μm，是一種疏松多孔的、顆粒細(xì)的固體廢料，含水率在25-30%，殘留10%的造紙纖維和1-5%的其它有機(jī)物；無水石膏分子式為CaSO4，為了防止急凝，選擇200目以上的無水石膏；建筑石膏為半水石膏，分子式為CaSO4·0.5H2O；抗水釋水劑為碳酸鋯鉀和三聚磷酸鈉摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度70-80℃，保溫2-3小時(shí)得到；本發(fā)明還公開了該石膏板的制備方法。本發(fā)明制備的石膏板硬化能力增強(qiáng)，強(qiáng)度和防水能力提高，以造紙白泥為主要原料，達(dá)到了節(jié)能減排，廢物利用的目的。
【專利說明】—種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法，屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)中國造紙協(xié)會(huì)的資料，截止2012年底，我國紙和紙板產(chǎn)量和消費(fèi)量已連續(xù)三年超過美國，均居世界第一，達(dá)到9930萬噸，造紙產(chǎn)量和消費(fèi)量分別占到世界總量的23.3%和 23.1%。
[0003]山東省是造紙大省，2012年產(chǎn)量為1710萬噸，占全國總產(chǎn)量的17%，連續(xù)18年居全國第一位。我省在大力發(fā)展造紙企業(yè)的同時(shí)造紙行業(yè)水污染問題得到一定改善，但是白泥污染將日益成為影響造紙企業(yè)發(fā)展的重要環(huán)境瓶頸。2013年10月，山東省環(huán)保廳在濰坊召開造紙白泥治理及綜合利用現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，指出由于處理成本及技術(shù)的限制，我省除部分企業(yè)對(duì)白泥進(jìn)行了回收利用外，多數(shù)企業(yè)只是擇地填埋或堆放。這不僅浪費(fèi)了大量的石灰石資源，同時(shí)給周圍的土壤及地下水資源造成嚴(yán)重的二次污染。由于土地資源緊張，填埋處理也日益困難，露天堆存的 白泥還會(huì)形成揚(yáng)塵污染源，對(duì)空氣質(zhì)量造成影響，因此需要加強(qiáng)白泥治理和監(jiān)管，提高資源利用率，減少甚至杜絕白泥排放，確保環(huán)境安全。
[0004]按現(xiàn)有工藝，每生產(chǎn)It紙漿大約產(chǎn)生It白泥，且隨著我國制漿造紙企業(yè)新建的堿回收系統(tǒng)數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)生的白泥將會(huì)成比例大幅度增加并積累。
[0005]制漿造紙白泥(以下簡(jiǎn)稱白泥)是造紙工業(yè)苛化工藝中所產(chǎn)生的泥漿狀沉淀副產(chǎn)物，其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0006]Na2C03+Ca (OH) 2 — CaCO3 丨 +2Na0H
[0007]苛化后的乳液經(jīng)澄清，分離出氫氧化鈉溶液(白液)貯存，供制漿蒸煮循環(huán)使用；沉淀的白泥經(jīng)進(jìn)一步洗滌過濾，回收其中的氫氧化鈉，最終得到含水45%~60%的廢渣。目前，大多數(shù)企業(yè)采用填埋或堆放的方式處理造紙白泥，填埋處理雖然簡(jiǎn)便易行、投資少，但需占用大量的土地資源，而且在污泥的填埋過程中由于壓實(shí)、降雨和微生物分解的原因，會(huì)產(chǎn)生高濃度滲濾液和殘留堿的溶解，造成地下水污染，同時(shí)，大型白泥堆場(chǎng)在惡劣天氣等條件下還存在潰塌風(fēng)險(xiǎn)，成為社會(huì)危害的隱患。因此，這種粗放型白泥處理方式不僅帶來了環(huán)境污染、資源浪費(fèi)以及社會(huì)危害的隱患，隨著土地和管理維護(hù)成本的上升以及不斷嚴(yán)苛的環(huán)保要求，已經(jīng)成為制約企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，尋求白泥的資源化回收利用途徑必將是造紙企業(yè)和全社會(huì)的必然選擇。
[0008]白泥的主要礦物成分是粒狀結(jié)晶不良的CaCO3，其粒徑為15-25 μ m。因此，造紙白泥是一種疏松多孔的、顆粒細(xì)的固體廢料，含堿量較高，一般造紙白泥的含水率在25-30%，殘留10%的造紙纖維和部分有機(jī)物。
[0009]目前，石膏板以其質(zhì)量輕、成本低、隔音、隔熱的特點(diǎn)成為備受關(guān)注的建筑裝飾材料，但是國內(nèi)石膏板的生產(chǎn)，大多以石膏粉為原材料，配以粉煤灰燈填充料，經(jīng)粉碎、配料、攪拌、入模、成型、脫模、養(yǎng)護(hù)燈工序制成。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是，需要大量的石膏作為原料，生產(chǎn)成本高，浪費(fèi)石膏資源，并且不能較多的利用廢棄物，這種石膏由于軟化系數(shù)較低，因此不能在潮濕環(huán)境中使用。中國發(fā)明專利01124690.1《粉煤灰石膏復(fù)合砌塊(磚)及其生產(chǎn)方法》，粉煤灰的添加量為30-40%，石灰的添加量為10-14%，主要作用是堿性活化劑的作用，發(fā)揮提高石膏水化硬化能力和強(qiáng)度，但由于需額外添加堿性活化劑，增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中造紙白泥污染環(huán)境以及石膏板制備成本較高的問題，本發(fā)明的目的是提供一種以造紙白泥為主要原料的石膏板及其制備方法，達(dá)到節(jié)能減排，廢物利用的目的。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，由以下重量份的原材料制成:
[0013]造紙白泥40-50% ;無水石膏15-20% ;建筑石膏30_40% ;抗水釋水劑1_3% ；
[0014]所述造紙白泥為粒狀結(jié)晶不良的CaCO3，其粒徑為15-25 μ m，是一種疏松多孔的、顆粒細(xì)的固體廢料，含堿量為2-5%，含水率在25-30%，殘留10%的造紙纖維和1-5%的其它有機(jī)物；
[0015]所述無水石膏分子式為CaSO4，為了防止急凝，選擇200目以上的無水石膏；
[0016]所述建筑石膏為半水石膏，分子式為CaSO4.0.5H20 ；
[0017]所述抗水釋水劑為碳酸鋯鉀和三聚磷酸鈉以摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度70_80°C，保溫2-3小時(shí)得到，得到的抗水釋水劑一方面可以提高白泥的抗水性，另外還可以釋放出白泥中的吸附水。
[0018]一種以造紙白泥為主要原料的石膏板的制備方法，包括以下步驟:
[0019](I)按下列重量份備料:造造紙白泥40-50% ;無水石膏15-20% ;建筑石膏30-40% ；抗水釋水劑1_3%，混勻；
[0020](2)將步驟(1)混勻的原材料加入到水中，原材料與水的重量比為10: (2~3)，攪拌均勻，倒入模具中，固化脫模，干燥，即得。
[0021]步驟(2)中固化的時(shí)間為1-3小時(shí)，優(yōu)選為2小時(shí)。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023](I)造紙白泥含堿量較高，因此在石膏生產(chǎn)中，白泥的加入相當(dāng)于提供了堿性活化劑，無需額外再加入堿性活化劑，使石膏水化硬化能力增強(qiáng)，強(qiáng)度提高；
[0024](2)造紙白泥中殘留的大量的短纖維在石膏中起到增韌的作用，提高了石膏的抗折性能；
[0025] (3)防水釋水劑的使用可以有效的釋放出白泥里面的吸附水轉(zhuǎn)化成自由水，降低了外加水的用量，節(jié)約了成本；提高了石膏的軟化系數(shù)，即防水能力得到提高；
[0026](4)以工業(yè)垃圾造紙白泥作為主要原料，將其應(yīng)用于石膏板的制備，不僅降低了環(huán)境負(fù)荷，墻體材料的制造成本，節(jié)省了大量建筑用材，保護(hù)耕地，而且達(dá)到了治理環(huán)境污染和廢物綜合高效利用的雙重效果，促進(jìn)了造紙工業(yè)和墻體材料工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【具體實(shí)施方式】
[0027]結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0028]實(shí)施例1
[0029]取造紙白泥50千克，無水石膏18千克，建筑石膏30千克，抗水釋水劑2千克，混合均勻，然后加入到21千克水中，攪拌混合均勻，倒入模具中，經(jīng)過2小時(shí)固化脫模，晾干，即得成品。對(duì)成品按GB/T9776-2008要求進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表1，各檢測(cè)項(xiàng)均符合3.0等級(jí)要求。
[0030]表1實(shí)施例1制備的石膏板檢測(cè)結(jié)果
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，由以下重量份的原材料制成: 造紙白泥40-50% ;無水石膏15-20% ;建筑石膏30-40% ;抗水釋水劑1_3% ； 所述無水石膏為200目以上的無水石膏； 所述抗水釋水劑為碳酸鋯鉀和三聚磷酸鈉以摩爾比為1: 3，反應(yīng)溫度70-80°C，保溫2-3小時(shí)得到。
2.如權(quán)利要求1所述的一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，其特征在于，由以下重量份的原材料制成: 造紙白泥50%，無水石膏18%，建筑石膏30%，抗水釋水劑2%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，其特征在于，由以下重量份的原材料制成: 造紙白泥45%，無水石膏15%，建筑石膏38%，抗水釋水劑2%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種以造紙白泥為主要原料的石膏板，其特征在于，由以下重量份的原材料制成: 造紙白泥40%，無水石膏20%，建筑石膏39%，抗水釋水劑1%。
5.權(quán)利要求1所 述的一種以造紙白泥為主要原料的石膏板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按下列重量份備料:造紙白泥40-50%;無水石膏15-20% ;建筑石膏30-40% ;抗水釋水劑1-3%，混勻； (2)將步驟(1)混勻的原材料加入到水中，原材料與水的重量比為10:(2~3)，攪拌均勻，倒入模具中，固化脫模，干燥，即得。 步驟(2)中固化的時(shí)間為1-3小時(shí)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種以造紙白泥為主要原料的石膏板的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，固化時(shí)間為2小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C04B18/04GK103951367SQ201410157622
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】張豐慶, 陳永梅, 田清波, 徐麗娜 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)