1.本技術(shù)涉及建筑材料生產(chǎn)方法的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種環(huán)保型硫氧鎂材料生產(chǎn)工藝及硫氧鎂板。


背景技術(shù)：

2.硫氧鎂材料的常規(guī)生產(chǎn)工藝是將高活性輕燒氧化鎂加入至一定濃度的七水硫酸鎂溶液中，再加入改性劑等助劑，攪拌共混后所得漿料注入模具中，漿料固化后脫模、養(yǎng)護(hù)即可得硫氧鎂材料。
3.隨著硫氧鎂材料的廣泛使用，傳統(tǒng)硫氧鎂材料生產(chǎn)技術(shù)對(duì)輕燒氧化鎂粉中活性鎂品質(zhì)以及七水硫酸鎂的品質(zhì)要求較高，由于低品質(zhì)輕燒氧化鎂中活性氧化鎂含量低于80wt％，導(dǎo)致制得的硫氧鎂材料的抗壓強(qiáng)度僅5mpa，軟化系數(shù)低至0.11，硫氧鎂材料的力學(xué)性能和耐水性能無(wú)法滿(mǎn)足其在建筑材料方面的使用標(biāo)準(zhǔn)，低品質(zhì)輕燒氧化鎂難以應(yīng)用于硫氧鎂材料的生產(chǎn)。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本技術(shù)提供一種環(huán)保型硫氧鎂材料生產(chǎn)工藝及硫氧鎂板，旨在于解決低品質(zhì)輕燒氧化鎂難以應(yīng)用于硫氧鎂材料的生產(chǎn)問(wèn)題，并提供一種力學(xué)性能和耐水性能優(yōu)異的硫氧鎂板。
5.第一方面，本技術(shù)提供的一種環(huán)保型硫氧鎂材料生產(chǎn)工藝，采用如下的技術(shù)方案：一種環(huán)保型硫氧鎂材料生產(chǎn)工藝，包括如下制備步驟：原料準(zhǔn)備：選擇活性氧化鎂的含量為60～80wt％的輕燒氧化鎂；廢酸處理：硫酸鹽制漿法所得的黑液中加入硫酸，直至黑液ph值≤3，靜置沉淀，過(guò)濾得到母液，向母液中投入輕燒氧化鎂，直至母液ph值為7
±
0.5，得到硫酸鎂溶液，調(diào)節(jié)硫酸鎂溶液中硫酸鎂的濃度至0.68～1.36kg/l；硫氧鎂材料制備：向硫酸鎂溶液中二次投入輕燒氧化鎂、改性劑，攪拌共混得到硫氧鎂漿料，硫氧鎂漿料固化成型得到硫氧鎂材料；其中，改性劑包括減水劑、以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂、保水劑、防水劑，二次投入的輕燒氧化鎂、減水劑、以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂、保水劑、防水劑與硫酸鎂溶液的料液比為(1.05～2.24)kg:(0.025～0.061)kg:(0.25～0.34)kg:(0.001～0.01)kg:(0.041～0.133)kg:1l。
6.本技術(shù)通過(guò)采用上述技術(shù)方案，以低品質(zhì)輕燒氧化鎂和黑液作為硫氧鎂材料的制備原料，先制備硫酸鎂溶液，繼而向硫酸鎂溶液中加入輕燒氧化鎂、改性劑，得到力學(xué)性能和耐水性能優(yōu)異的硫氧鎂材料；具體原理如下：硫酸鹽制漿工藝中產(chǎn)生的黑液主要包括木質(zhì)素、半纖維素等有機(jī)物，以及與有機(jī)物結(jié)合的鈉鹽、氫氧化鈉等無(wú)機(jī)鹽。向黑液中加入硫酸能夠使得原本溶于水的堿木質(zhì)素發(fā)生親電取代反應(yīng)，產(chǎn)生酸析木質(zhì)素，酸析木質(zhì)素吸附堿木質(zhì)素靜置沉淀后析
出，可作為副產(chǎn)物回收利用；母液中富含的硫酸與輕燒氧化鎂反應(yīng)生成硫酸鎂；硫酸鎂與輕燒氧化鎂反應(yīng)，通過(guò)改性劑中的減水劑與保水劑共同作用，使得輕燒氧化鎂和改性劑中的固體成分在硫酸鎂溶液中充分分散，使得用水量降低但硫氧鎂漿料凝結(jié)速率適中，促進(jìn)堿式硫酸鎂晶相的生成，并且還能夠使得硫酸鎂溶液中含有的大量硫酸鈉晶體析出，填充硫氧鎂材料內(nèi)部孔隙，優(yōu)化硫氧鎂材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；而防水劑增大硫氧鎂材料表面接觸角，抑制硫酸鈉晶體吸濕，阻礙水分入侵硫氧鎂材料，從而使得硫氧鎂材料具備優(yōu)異的耐水性；同時(shí)，在以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂作用下，黑液中含有重金屬離子和輕燒氧化鎂中含有的重金屬氧化物被充分吸附，從而使得硫氧鎂材料中可溶性重金屬離子含量達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)；由于螯合樹(shù)脂的酸堿穩(wěn)定性較好，其結(jié)構(gòu)完整，能夠起到填充作用，進(jìn)一步優(yōu)化硫氧鎂材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低硫氧鎂材料的孔隙率。
7.綜上所述，本技術(shù)中采用低品質(zhì)輕燒氧化鎂處理造紙工業(yè)中產(chǎn)生的污染黑液，在生成高性能的硫氧鎂材料的同時(shí)，回收有利用價(jià)值的酸析木質(zhì)素副產(chǎn)物，此硫氧鎂材料的生產(chǎn)工藝節(jié)能環(huán)保，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
8.優(yōu)選的，所述原料準(zhǔn)備步驟中，輕燒氧化鎂的粒度≤0.05mm。
9.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，輕燒氧化鎂的粒度適中，有利于其在后續(xù)母液和硫酸鎂溶液中充分反應(yīng)。
10.優(yōu)選的，所述硫酸鎂溶液中硫酸鎂的濃度為0.84～1.02kg/l。
11.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，控制硫酸鎂溶液中硫酸鎂的含量，使得其與輕燒氧化鎂的水化反應(yīng)速率適中，進(jìn)一步優(yōu)化硫氧鎂材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
12.優(yōu)選的，所述廢酸處理過(guò)程中，在調(diào)節(jié)硫酸鎂溶液濃度前，向硫酸鎂溶液中加入edta，硫酸鎂溶液與edta的體積比為1:(0.2～0.6)，靜置沉淀，過(guò)濾后調(diào)節(jié)濾液中硫酸鎂的濃度。
13.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，對(duì)硫酸鎂溶液進(jìn)行預(yù)處理，使得硫酸鎂溶液中的重金屬離子部分除去，降低后續(xù)制得的硫氧鎂材料。
14.可選的，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
15.可選的，所述以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂為氨基膦酸型樹(shù)脂和/或亞胺基二乙酸型螯合樹(shù)脂。
16.可選的，所述保水劑為環(huán)糊精和/或殼聚糖。
17.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，環(huán)糊精和殼聚糖吸水后具有優(yōu)異的保水增稠效果，在潮濕環(huán)境下，水分入侵硫氧鎂板，硫氧鎂板中重金屬離子和氯離子等物質(zhì)不易發(fā)生遷移析出，同時(shí)，環(huán)糊精和殼聚糖含有大量的羥基能夠起到助分散作用。
18.可選的，所述防水劑為有機(jī)硅防水劑、無(wú)機(jī)鋁鹽防水劑、無(wú)機(jī)硅防水劑中的一種或多種。
19.第二方面，本技術(shù)提供的一種硫氧鎂板，采用如下的技術(shù)方案：一種硫氧鎂板，按照前述環(huán)保型硫氧鎂材料生產(chǎn)工藝制得。
20.綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：1、硫酸鹽制漿法所得的黑液先酸化再加入低品質(zhì)輕燒氧化鎂反應(yīng)，制備硫酸鎂溶液，向硫酸鎂溶液中二次投入輕燒氧化鎂、改性劑，通過(guò)改性劑中減水劑、以氮為配位原子
的螯合樹(shù)脂、保水劑、防水劑的復(fù)配使用，得到力學(xué)性能和耐水性能優(yōu)異的硫氧鎂材料。
21.2、本技術(shù)中采用低品質(zhì)輕燒氧化鎂處理造紙工業(yè)中產(chǎn)生的污染黑液過(guò)程中回收有利用價(jià)值的酸析木質(zhì)素副產(chǎn)物，此硫氧鎂材料的生產(chǎn)工藝節(jié)能環(huán)保，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
22.3、本技術(shù)中在廢酸處理過(guò)程中向硫酸鎂溶液中加入edta，顯著降低了硫氧鎂材料中可溶性重金屬離子含量，使得硫氧鎂材料的使用安全性顯著提高。
具體實(shí)施方式
23.若無(wú)特殊說(shuō)明，以下實(shí)施例和對(duì)比例的來(lái)源如下所示。
24.輕燒氧化鎂：活性氧化鎂含量60～80wt％，均來(lái)源于江西奧群化工有限公司；硫酸鹽制漿所得的黑液：來(lái)源于當(dāng)?shù)卦旒垙S，其中堿木質(zhì)素含量為1.25g/l，ph值為12.3；聚羧酸減水劑：貨號(hào)tr-jssjsj，來(lái)源于安徽泰潤(rùn)建材有限公司；β-環(huán)糊精：純度99％，來(lái)源于上海源葉生物科技有限公司；亞胺基二乙酸型螯合樹(shù)脂:三菱cr11，粒度為0.3～0.55mm；有機(jī)硅防水劑：固含量30wt％，貨號(hào)1213465，來(lái)源于濟(jì)南贏�；�工有限公司。實(shí)施例
25.實(shí)施例1一種硫氧鎂板，按照如下步驟制得：原料準(zhǔn)備：取活性氧化鎂的含量為80wt％的輕燒氧化鎂，研磨破碎，篩分出粒度為0.1～1mm的輕燒氧化鎂，備用；廢酸處理：硫酸鹽制漿法所得的黑液中加入濃度為10wt％的硫酸溶液，攪拌共混，測(cè)黑液ph值，直至黑液ph值為3；靜置沉淀24h，過(guò)濾得到母液；向母液中投入輕燒氧化鎂，攪拌共混，測(cè)母液ph值，直至母液ph值為7，得到硫酸鎂溶液；硫酸鎂濃度檢測(cè)儀檢測(cè)硫酸鎂的濃度，調(diào)節(jié)硫酸鎂溶液中硫酸鎂的濃度至1.36kg/l；調(diào)節(jié)方式如下：檢測(cè)出的硫酸鎂濃度低于1.36kg/l，加入七水硫酸鎂；檢測(cè)出的硫酸鎂濃度高于1.36kg/l則加入水；硫氧鎂材料制備：向硫酸鎂溶液中二次投入輕燒氧化鎂、減水劑、以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂、保水劑、防水劑，其中，二次投入的輕燒氧化鎂、減水劑、以氮為配位原子的螯合樹(shù)脂、保水劑、防水劑與硫酸鎂溶液的料液比為1.05kg:0.025kg:0.25kg:0.001kg:0.041kg:1l；以300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌共混得到硫氧鎂漿料，硫氧鎂漿料固化成型得到硫氧鎂材料。
26.實(shí)施例2-6一種硫氧鎂板，與實(shí)施例1的區(qū)別點(diǎn)在于，硫氧鎂漿料的組成不同，具體組成如下。
27.表1.硫氧鎂漿料的組成
實(shí)施例7-8一種硫氧鎂板，與實(shí)施例6的區(qū)別點(diǎn)在于，輕燒氧化鎂中的活性氧化鎂含量不同；實(shí)施例7中活性氧化鎂含量為70wt％；實(shí)施例8中活性氧化鎂含量為60wt％。
28.實(shí)施例9一種硫氧鎂板，與實(shí)施例7的區(qū)別點(diǎn)在于，輕燒氧化鎂中活性氧化鎂的粒度≤0.05mm。
29.實(shí)施例10-12一種硫氧鎂板，與實(shí)施例9的區(qū)別點(diǎn)在于，硫酸鎂溶液中硫酸鎂的濃度不同；其中，實(shí)施例10的硫酸鎂的濃度為0.84kg/l；實(shí)施例11的硫酸鎂的濃度為1.02kg/l；實(shí)施例12的硫酸鎂的濃度為1.36kg/l。
30.實(shí)施例13一種硫氧鎂板，與實(shí)施例11的區(qū)別點(diǎn)在于，廢酸處理過(guò)程中的具體操作不同，具體操作如下：硫酸鹽制漿法所得的黑液中加入濃度為10wt％的硫酸溶液，攪拌共混，測(cè)黑液ph值，直至黑液ph值為3；靜置沉淀24h，過(guò)濾得到母液；向母液中投入輕燒氧化鎂，攪拌共混，測(cè)母液ph值，直至母液ph值為7，得到硫酸鎂溶液；向硫酸鎂溶液中加入edta，硫酸鎂溶液與edta的體積比為1:0.2，靜置沉淀4h，過(guò)濾得到濾液；硫酸鎂濃度檢測(cè)儀檢測(cè)濾液中硫酸鎂的濃度，調(diào)節(jié)濾液中硫酸鎂的濃度至1.02kg/l；調(diào)節(jié)方式如下：檢測(cè)出的硫酸鎂濃度低于1.02kg/l，加入七水硫酸鎂；檢測(cè)出的硫酸鎂濃度高于1.02kg/l則加入水。
31.實(shí)施例14一種硫氧鎂板，與實(shí)施例13的區(qū)別點(diǎn)在于，硫酸鎂溶液與edta的體積比為1:0.6。
32.對(duì)比例對(duì)比例1-4一種硫氧鎂板，與實(shí)施例1的區(qū)別點(diǎn)在于硫氧鎂漿料的組成不同，具體組成如下表2所示。
33.表2.硫氧鎂漿料的組成
空白對(duì)照例一種硫氧鎂板，按照如下步驟制得：取七水硫酸鎂粉末，投入至水中，制得濃度為1.36kg/l的硫酸鎂溶液；向硫酸鎂溶液中投入活性氧化鎂含量為90wt％的輕燒氧化鎂，攪拌共混得到硫氧鎂漿料，硫氧鎂漿料注入至模具中，固化、脫模、養(yǎng)護(hù)得到硫氧鎂板。
34.性能檢測(cè)試驗(yàn)按照實(shí)施例1-14、對(duì)比例1-4以及空白對(duì)照例的制備方法制得硫氧鎂板試樣，尺寸為40mm
×
40mm
×
160mm，養(yǎng)護(hù)齡期28d。
35.力學(xué)性能：gb/t 17671-1999檢測(cè)硫氧鎂板試樣的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度；軟化系數(shù)測(cè)定：取兩組相同的樣品，養(yǎng)護(hù)28d后，一組測(cè)試其抗壓強(qiáng)度，另一組樣品置于25℃的蒸餾水中浸沒(méi)3d后用于強(qiáng)度測(cè)試，由下式計(jì)算軟化系數(shù)rf：其中，r
(w,7)
—養(yǎng)護(hù)28d后浸水3d樣品的抗壓強(qiáng)度；r
(w,28)
—養(yǎng)護(hù)28d后樣品的抗壓強(qiáng)度。
36.重金屬含量檢測(cè)：根據(jù)gb/t 30810-2014對(duì)可溶性鉛、可溶性鉻、可溶性鎘、可溶性鎳進(jìn)行檢測(cè)；可溶性鉛含量≤90mg/l，可溶性鉻含量≤60mg/l，可溶性鎘含量≤75mg/l，可溶性鎳含量≤60mg/l，則均在合格的范圍內(nèi)。
37.檢測(cè)方法表3.硫氧鎂板試樣的力學(xué)性能、軟化系數(shù)
表4.重金屬離子的浸水檢測(cè)
注釋?zhuān)骸?”表示該可溶性重金屬離子未測(cè)出。
38.根據(jù)本技術(shù)工藝制得的硫氧鎂板試樣的抗壓強(qiáng)度不低于43.68mpa，抗折強(qiáng)度不低于13.44mpa，軟化系數(shù)高于0.853，其性能優(yōu)于采用傳統(tǒng)方法制得的硫氧鎂板材，證明：本技術(shù)的制備方法即使采用廢棄原料也能夠制備優(yōu)越性能的硫氧鎂板材。
39.本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本技術(shù)的解釋?zhuān)�其并不是�?duì)本技術(shù)的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本技術(shù)的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。