磷石膏制纸面石膏板的生产技术

文/孟凡雷 西卡（中国）有限公司 天津 300122

1、前言

磷石膏是湿法磷酸生产过程中的工业副产物，主要成分是二水硫酸钙。磷石膏作为制作建筑材料的原料已进行过多方面开发，其中用磷石膏生产纸面石膏板因其用量大、使用面广，已成为磷石膏利用的一条有效途径。

2、磷石膏制纸面石膏板生产工艺

纸面石膏板是以磷石膏为主要原料，掺入适量的纤维增强材料和外加剂，与水搅拌后浇注于两层护面纸之间，经成型、凝固、切断、干燥、切割而成的建筑板材。利用磷石膏生产纸面石膏板主要包括制粉、制板2个工序，其工艺流程见图1。

图1 磷石膏生产纸面石膏板工艺流程

（1） 制 粉 工 序 将 w（H2O） 为15%～20%的磷石膏经皮带输送机送入旋转烘干机进行预干燥，经干燥脱去游离水和部分结晶水，再进入煅烧炉，脱水制得半水石膏粉。预干燥采用直接接触换热法的旋转烘干机烘干工艺，煅烧采用间接接触换热法的沸腾炉工艺。废气经旋风除尘和电除尘器处理后外排。

（2）制板工序分为配料系统、制板系统和热源系统3大部分。制粉工序加工得到的半水石膏粉掺加适量的纤维增强材料、外加剂和水混合搅拌成均匀浆料，浆料在成型站由成型机与石膏板护面纸复合制成板型，石膏平板在凝固皮带上经自然凝固逐渐形成有一定强度、形状规则的湿石膏板，湿石膏板经精确自动控制的切断系统按设定的尺寸精确地切断成单板，经干燥窑烘干，再经切割成规则尺寸后，即得纸面石膏板成品。

3、生产过程控制要点

3.1 磷石膏脱水温度调控

磷石膏脱水分二步进行。首先是将磷石膏中的游离水脱去，该步主要是将磷石膏与来自燃煤沸腾炉的热炉气直接接触，待磷石膏料温升至80～120℃后，即完成游离水的脱除；再进入导热油沸腾煅烧炉将二水石膏脱水成半水石膏，该步采用间接接触换热法，控制沸腾炉磷石膏的出口料温在160～180℃，即可得半水石膏粉，该温度应根据产出的磷石膏粉的凝结时间调节。磷石膏粉的初凝时间控制在4～5min，终凝时间控制在7～8min。磷石膏粉的凝结时间可通过凝结试验得到。若磷石膏粉的凝结时间过快，可通过提高沸腾煅烧炉的出口料温进行控制调节；若磷石膏粉的凝结时间过长，可通过降低沸腾煅烧炉出口料温进行控制调节。

3.2 纸芯粘结调控

在纸面石膏板的生产过程中影响纸芯粘结的因素涉及原料、辅料和工艺控制等多个方面，如石膏、护面纸、各种添加剂（淀粉、促凝剂、发泡剂、纸纤维等），石膏配浆，石膏浆的凝结速度，干燥速度和温度的不协调，发泡剂添加不均匀或发泡剂的泡沫稳定性较差等因素都会影响纸面石膏板的纸芯粘结。多数情况下是几个因素综合作用的结果，生产中应结合生产实际，选用适合生产工艺的原辅材料，及时调整工艺控制指标，精心操作，才能尽量减少纸芯粘结不良的问题。

在利用磷石膏生产纸面石膏板的过程中，还应关注磷石膏中的K＋、Na＋等杂质的含量。磷石膏中若钾钠杂质含量过高，由于钾钠离子的迁移，当板材处于温度较低、湿度较大的环境中时，板材就极易吸水，在纸芯结合处形成一层盐膜即“泛霜”现象，使得纸芯脱开。当磷石膏钾钠杂质含量过高时，应在磷石膏脱水前加入一定量的抑制剂（CaCO3或CaO类物质），经混匀、陈化，再用常规方法制得所需半水磷石膏粉。

3.3 湿板凝固皮带速度调控

经成型机成型后的纸面石膏平板在凝固皮带上输送时，自然凝固逐渐形成有一定强度、形状规则的湿石膏板。湿石膏板的凝固可通过调节凝固皮带速度进行控制，通常凝固皮带速度控制在16～24m／min。若湿石膏板未在凝固皮带上完成终凝，可调低凝固皮带运行速度，以利于湿石膏板的终凝，增强湿石膏板的强度。

3.4 湿石膏板烘干工序干燥速度和温度控制

本烘干工序干燥窑窑体为隧道式窑体，由输送辊、链条、链轮、主风道、回风道、排气系统及分配器等组成。本干燥窑内设8层输送辊道及热管，采用导热油间接加热。干燥窑分为5个区段，干燥温度按分区控制，应适度调节各区温度。通常控制干燥窑高温区气温为150～180℃，干燥速度（即干燥窑链条转速，纸面石膏板的行进速度）为2～3m／min。干燥速度和温度控制不到位，均易造成石膏板过烧或欠烧，应根据石膏黏结性能的变化，及时进行调整。如干燥温度过高、干燥窑链条转速过慢易造成石膏板过烧，出现纸面石膏板纸芯粘结脱纸现象；干燥温度过低、干燥窑链条转速过快易造成石膏板欠烧，出现石膏板纸面搓纸现象等。

3.5 磷石膏pH值的控制

磷石膏的pH值是磷石膏中磷、氟含量的显示，磷元素会影响石膏的凝结时间和石膏强度。故磷石膏pH值的波动，会影响料浆的凝结时间和纸芯的粘结性能，还会对石膏强度产生不良影响。磷石膏的pH值宜在4以上，对于pH值在4以下的磷石膏，可加入调节剂（石灰）进行调节。

4、项目实施效果

（1）纸面石膏板以质轻、防火、隔音、保温性好、可加工性强、施工方便等诸多优点，在建筑材料中得到迅速推广，产量不断增长。但我国与发达国家相比，人均年消费纸面石膏板的比例依然很低，我国的纸面石膏板产业仍然存在着巨大的市场潜力。

（2）利用磷石膏为原料生产纸面石膏板项目符合国家产业政策，符合循环经济发展战略，属于资源综合利用方面中的“工业固体废弃物资源化”项目，既充分利用了废弃的工业副产品代替自然资源进行生产，成本低，市场竞争能力强，还可减少环境污染，又迎合了市场的需求，从长远看，具有广阔的发展前景。

（3）综合利用磷石膏制纸面石膏板项目投资少，工艺简单，易实施，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，可作为国内同行业磷石膏综合利用的重点示范推广项目。

[1]纪罗军，黄新.我国磷石膏资源化应用的现状及前景[C].2012年磷石膏综合利用工作会议资料汇编.贵阳：中国石油和化学工业联合会，2012.

[2]张欢，杨再银，李逸晨.石膏墙体材料的发展现状[J].墙材革新与建筑节能，2013（1）：46-49.