磷石膏制紙面石膏板的生產技術

文/孟凡雷 西卡（中國）有限公司 天津 300122

1、前言

磷石膏是濕法磷酸生產過程中的工業副產物，主要成分是二水硫酸鈣。磷石膏作為制作建筑材料的原料已進行過多方面開發，其中用磷石膏生產紙面石膏板因其用量大、使用面廣，已成為磷石膏利用的一條有效途徑。

2、磷石膏制紙面石膏板生產工藝

紙面石膏板是以磷石膏為主要原料，摻入適量的纖維增強材料和外加劑，與水攪拌后澆注于兩層護面紙之間，經成型、凝固、切斷、干燥、切割而成的建筑板材。利用磷石膏生產紙面石膏板主要包括制粉、制板2個工序，其工藝流程見圖1。

圖1 磷石膏生產紙面石膏板工藝流程

（1） 制 粉 工 序 將 w（H2O） 為15%～20%的磷石膏經皮帶輸送機送入旋轉烘干機進行預干燥，經干燥脫去游離水和部分結晶水，再進入煅燒爐，脫水制得半水石膏粉。預干燥采用直接接觸換熱法的旋轉烘干機烘干工藝，煅燒采用間接接觸換熱法的沸騰爐工藝。廢氣經旋風除塵和電除塵器處理后外排。

（2）制板工序分為配料系統、制板系統和熱源系統3大部分。制粉工序加工得到的半水石膏粉摻加適量的纖維增強材料、外加劑和水混合攪拌成均勻漿料，漿料在成型站由成型機與石膏板護面紙復合制成板型，石膏平板在凝固皮帶上經自然凝固逐漸形成有一定強度、形狀規則的濕石膏板，濕石膏板經精確自動控制的切斷系統按設定的尺寸精確地切斷成單板，經干燥窯烘干，再經切割成規則尺寸后，即得紙面石膏板成品。

3、生產過程控制要點

3.1 磷石膏脫水溫度調控

磷石膏脫水分二步進行。首先是將磷石膏中的游離水脫去，該步主要是將磷石膏與來自燃煤沸騰爐的熱爐氣直接接觸，待磷石膏料溫升至80～120℃后，即完成游離水的脫除；再進入導熱油沸騰煅燒爐將二水石膏脫水成半水石膏，該步采用間接接觸換熱法，控制沸騰爐磷石膏的出口料溫在160～180℃，即可得半水石膏粉，該溫度應根據產出的磷石膏粉的凝結時間調節。磷石膏粉的初凝時間控制在4～5min，終凝時間控制在7～8min。磷石膏粉的凝結時間可通過凝結試驗得到。若磷石膏粉的凝結時間過快，可通過提高沸騰煅燒爐的出口料溫進行控制調節；若磷石膏粉的凝結時間過長，可通過降低沸騰煅燒爐出口料溫進行控制調節。

3.2 紙芯粘結調控

在紙面石膏板的生產過程中影響紙芯粘結的因素涉及原料、輔料和工藝控制等多個方面，如石膏、護面紙、各種添加劑（淀粉、促凝劑、發泡劑、紙纖維等），石膏配漿，石膏漿的凝結速度，干燥速度和溫度的不協調，發泡劑添加不均勻或發泡劑的泡沫穩定性較差等因素都會影響紙面石膏板的紙芯粘結。多數情況下是幾個因素綜合作用的結果，生產中應結合生產實際，選用適合生產工藝的原輔材料，及時調整工藝控制指標，精心操作，才能盡量減少紙芯粘結不良的問題。

在利用磷石膏生產紙面石膏板的過程中，還應關注磷石膏中的K＋、Na＋等雜質的含量。磷石膏中若鉀鈉雜質含量過高，由于鉀鈉離子的遷移，當板材處于溫度較低、濕度較大的環境中時，板材就極易吸水，在紙芯結合處形成一層鹽膜即“泛霜”現象，使得紙芯脫開。當磷石膏鉀鈉雜質含量過高時，應在磷石膏脫水前加入一定量的抑制劑（CaCO3或CaO類物質），經混勻、陳化，再用常規方法制得所需半水磷石膏粉。

3.3 濕板凝固皮帶速度調控

經成型機成型后的紙面石膏平板在凝固皮帶上輸送時，自然凝固逐漸形成有一定強度、形狀規則的濕石膏板。濕石膏板的凝固可通過調節凝固皮帶速度進行控制，通常凝固皮帶速度控制在16～24m／min。若濕石膏板未在凝固皮帶上完成終凝，可調低凝固皮帶運行速度，以利于濕石膏板的終凝，增強濕石膏板的強度。

3.4 濕石膏板烘干工序干燥速度和溫度控制

本烘干工序干燥窯窯體為隧道式窯體，由輸送輥、鏈條、鏈輪、主風道、回風道、排氣系統及分配器等組成。本干燥窯內設8層輸送輥道及熱管，采用導熱油間接加熱。干燥窯分為5個區段，干燥溫度按分區控制，應適度調節各區溫度。通常控制干燥窯高溫區氣溫為150～180℃，干燥速度（即干燥窯鏈條轉速，紙面石膏板的行進速度）為2～3m／min。干燥速度和溫度控制不到位，均易造成石膏板過燒或欠燒，應根據石膏黏結性能的變化，及時進行調整。如干燥溫度過高、干燥窯鏈條轉速過慢易造成石膏板過燒，出現紙面石膏板紙芯粘結脫紙現象；干燥溫度過低、干燥窯鏈條轉速過快易造成石膏板欠燒，出現石膏板紙面搓紙現象等。

3.5 磷石膏pH值的控制

磷石膏的pH值是磷石膏中磷、氟含量的顯示，磷元素會影響石膏的凝結時間和石膏強度。故磷石膏pH值的波動，會影響料漿的凝結時間和紙芯的粘結性能，還會對石膏強度產生不良影響。磷石膏的pH值宜在4以上，對于pH值在4以下的磷石膏，可加入調節劑（石灰）進行調節。

4、項目實施效果

（1）紙面石膏板以質輕、防火、隔音、保溫性好、可加工性強、施工方便等諸多優點，在建筑材料中得到迅速推廣，產量不斷增長。但我國與發達國家相比，人均年消費紙面石膏板的比例依然很低，我國的紙面石膏板產業仍然存在著巨大的市場潛力。

（2）利用磷石膏為原料生產紙面石膏板項目符合國家產業政策，符合循環經濟發展戰略，屬于資源綜合利用方面中的“工業固體廢棄物資源化”項目，既充分利用了廢棄的工業副產品代替自然資源進行生產，成本低，市場競爭能力強，還可減少環境污染，又迎合了市場的需求，從長遠看，具有廣闊的發展前景。

（3）綜合利用磷石膏制紙面石膏板項目投資少，工藝簡單，易實施，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益，可作為國內同行業磷石膏綜合利用的重點示范推廣項目。

[1]紀羅軍，黃新.我國磷石膏資源化應用的現狀及前景[C].2012年磷石膏綜合利用工作會議資料匯編.貴陽：中國石油和化學工業聯合會，2012.

[2]張歡，楊再銀，李逸晨.石膏墻體材料的發展現狀[J].墻材革新與建筑節能，2013（1）：46-49.