ศึกษาการประยุกต์ใช้เคมียิปซัมกับวัสดุปรับระดับเอง

วัสดุปรับระดับได้เองเป็นวัสดุประสานอนินทรีย์หรืออินทรีย์ชนิดหนึ่งเป็นวัสดุฐาน การเติมมวลรวมและสารลดน้ำในปริมาณที่เหมาะสม สารกักเก็บน้ำและสารผสมอื่น ๆ ทำให้เกิดวัสดุปรับระดับพื้นอาคารใหม่ ลักษณะที่ใหญ่ที่สุดคือการปรับระดับด้วยตัวเอง สามารถไหลได้อย่างอิสระภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงของตัวเองเพื่อสร้างพื้นเรียบ สามารถเอาชนะปัญหาทั่วไปของความเรียบของการก่อสร้างปูนทั่วไปซึ่งยากต่อการควบคุม

ซับสเตรตหลักขององค์ประกอบของวัสดุที่ปรับระดับได้เองสามารถแบ่งออกเป็นระบบอินทรีย์และระบบอนินทรีย์ วัสดุปรับระดับด้วยตนเองแบบอินทรีย์ส่วนใหญ่หมายถึงวัสดุปรับระดับด้วยตนเองแบบอีพ็อกซี่ซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และสารประกอบอินทรีย์สององค์ประกอบทำให้วัสดุปรับระดับด้วยตนเองแบบอินทรีย์มีสมบัติทางกายภาพและเชิงกลที่ดีและมีคุณสมบัติเป็นกรด จาระบี และสารเคมีอื่น ๆ และกลายเป็นมากที่สุด วัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย วัสดุปรับระดับด้วยตนเองของระบบอนินทรีย์สามารถแบ่งออกเป็นวัสดุปรับระดับด้วยตนเองของระบบซีเมนต์ที่มีซีเมนต์เป็นวัสดุฐานและระบบยิปซั่มวัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่มียิปซั่มเป็นวัสดุฐาน วัสดุซีเมนต์ปรับระดับได้เองมีความแข็งแรงสูง คล่องตัวดี และกันน้ำได้ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในตลาด วัสดุยิปซั่มปรับระดับได้เองมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อน ฉนวนกันเสียง กันไฟ และทนทานได้ดี เมื่อเทียบกับฐานซีเมนต์ มีความยืดหยุ่นเล็กน้อย น้ำหนักเบา สัมผัสเท้าดี และมีความสบายสูง วัสดุปรับระดับด้วยตนเองของยิปซั่มมีความต้องการสูงสำหรับคุณภาพของยิปซั่ม แต่ในประเทศของเรามียิปซั่มธรรมชาติคุณภาพสูงไม่กี่ชนิด ดังนั้นระบบปรับระดับด้วยตนเองของยิปซั่มเคมีจึงมีศักยภาพในการพัฒนาและผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างมาก

1. ประเภทของเคมีภัณฑ์ยิปซั่ม

1.1 ฟอสโฟยิปซัม

ฟอสโฟยิปซั่มเป็นขยะมูลฝอยที่ผลิตโดยโรงงานปุ๋ยฟอสเฟตและโรงงานเคมีอื่นๆ ทุกๆ 1 ตันของกรดฟอสฟอริกในกระบวนการเปียกจะสร้างฟอสฟอยิปซัมประมาณ 5 ตัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การปล่อยฟอสโฟยิปซัมโดยเฉลี่ยต่อปีมีมากกว่า 40 ล้านตัน นอกจากแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรตแล้ว ฟอสโฟยิปซัมยังประกอบด้วยอะพาไทต์ที่ไม่ละลายน้ำ P2O5 ที่ไม่ละลายน้ำ ยูเทคติก P2O5 ฟลูออไรด์ ฟอสเฟตและซัลเฟตของฟลูออรีน อะลูมิเนียม แมกนีเซียม สารอินทรีย์ และสิ่งเจือปนอื่นๆ ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณสมบัติของฟอสโฟยิปซัม ในปัจจุบัน ฟอสโฟยิปซัมส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตซีเมนต์รีทาร์เดอร์ อิฐยิปซั่ม ซับเกรดฟิลเลอร์ ยิปซั่มบล็อก ยิปซั่มบอร์ด ปูนปลาสเตอร์ยิปซั่ม ปูนปลาสเตอร์ยิปซั่ม และกรดกำมะถัน ร่วมผลิตซีเมนต์และปรับปรุงดิน

1.2 ยิปซัมลดกำมะถัน

ยิปซั่มลดกำมะถันเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมที่ได้จากการบำบัดก๊าซทิ้งให้บริสุทธิ์ (FGD) ของก๊าซทิ้งที่เกิดขึ้นหลังการเผาถ่านหินในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน รัฐกำหนดให้ผู้ประกอบการเผาถ่านหินทุกรายต้องใช้เทคโนโลยีลดกำมะถันเพื่อจัดการกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ตามการคำนวณ 1 ตันในการผลิตยิปซัมลดกำมะถัน 3 ตันในปี 2554 โดยโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและโรงงานยิปซั่มลดกำมะถันที่ผลิตโดยการปล่อยประจำปีประมาณ 25 ล้านตันจะกลายเป็นยิปซั่มเคมีที่ปล่อยของเสียจากอุตสาหกรรมมากที่สุด ส่วนประกอบหลักของยิปซัมลดกำมะถันคือแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรต โดยทั่วไปร้อยละ 88 ~ 95 สิ่งเจือปนหลักคือแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซัลไฟต์ และคลอไรด์ เป็นต้น การวิจัยและการใช้ประโยชน์จากยิปซัมลดกำมะถันในประเทศพัฒนาแล้วในยุโรปและอเมริกาเริ่มขึ้นในปลายทศวรรษ 1970 และตอนนี้ระบบการวิจัยและการประยุกต์ใช้ที่สมบูรณ์ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว อัตราการใช้สูงถึงร้อยละ 80 ถึงร้อยละ 90 งานวิจัยของเราเกี่ยวกับยิปซัมลดกำมะถันเริ่มช้า และยังไม่ก่อให้เกิดการพัฒนาและการใช้ประโยชน์ในวงกว้าง ยิปซัมปราศจากกำมะถันสามารถใช้ในการเตรียมผงสำหรับอุดรู ผงยิปซั่มแรงยึดสูง วัสดุประสาน ยิปซั่มปูนปลาสเตอร์ เป็นสารหน่วงการซีเมนต์ และยังสามารถนำไปใช้ในด้านการเคลือบสารหน่วงไฟสำหรับโครงสร้างเหล็ก

1.3 ฟลูโอยิปซัม

ฟลูโอยิปซั่มเป็นกากอุตสาหกรรมที่ปล่อยออกจากโรงงานฟลูออไรด์โดยปฏิกิริยาของฟลูออไรต์กับกรดกำมะถันเข้มข้นเพื่อผลิตไฮโดรเจนฟลูออไรด์ โดยทั่วไปแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรตในแคลเซียมฟลูออไรด์มีมากกว่าร้อยละ 75 และปริมาณแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรตในฟลูโอยิปซัมที่ผลิตโดยอะลูมิเนียมฟลูออไรด์กระบวนการแห้งมีมากกว่าร้อยละ 95 ซึ่งได้มาตรฐานยิปซัมธรรมชาติคุณภาพสูง ทุกปีประเทศของเราปล่อยฟลูออโรยิปซั่ม 100 ตันหรือมากกว่านั้น ฟลูโอยิปซัมสามารถใช้เป็นสารหน่วงการซีเมนต์ สารปรับสภาพแร่ธาตุ แม่พิมพ์ยิปซั่มเซรามิก วัสดุประสานและการผลิตบล็อกยิปซัม แผ่นยิปซัม และวัสดุก่อสร้างอื่นๆ

1.4 ไททาเนียมยิปซั่ม

เนื่องจากการผูกขาดขององค์กรไทเทเนียมไดออกไซด์ในยุโรปและอเมริกาประเทศที่พัฒนาแล้ว การผลิตไทเทเนียมสีขาวยังคงใช้วิธีกรดซัลฟิวริกในประเทศของเรา และการผลิตไทเทเนียมสีขาวด้วยวิธีกรดซัลฟิวริกทำให้เกิดน้ำเสียที่เป็นกรดจำนวนมาก ยิปซั่มไททาเนียมผลิตด้วยปูนขาวและบำบัดน้ำเสีย ไททาเนียมไดออกไซด์ 1 ตันผลิตยิปซั่มไททาเนียมได้ประมาณ 5 ตัน ผลผลิตยิปซั่มไททาเนียมทั้งประเทศต่อปีอยู่ที่ประมาณ 1 ล้านตัน ไทเทเนียมยิปซั่มไดไฮเดรตแคลเซียมซัลเฟตโดยทั่วไปอยู่ที่ 70 เปอร์เซ็นต์ ~ 85 เปอร์เซ็นต์ สิ่งสกปรกหลักคือเหล็ก อลูมิเนียม ไทเทเนียม โครเมียม การวิจัย การพัฒนา และการใช้ประโยชน์จากยิปซัมไททาเนียมของเราเริ่มต้นช้า และในปัจจุบัน มีผู้เชี่ยวชาญบางคนจากมหาวิทยาลัยฉงชิ่งและมหาวิทยาลัยจี่หนานและมหาวิทยาลัยอื่น ๆ สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการใช้ทรัพยากรของยิปซั่มไททาเนียม และพวกเขามุ่งเน้นไปที่วัสดุอุดพื้นถนน สารหน่วงการซีเมนต์ และผนังเป็นหลัก วัสดุ.

1.5 เลมอนพลาสเตอร์

ยิปซั่มมะนาวเป็นผลพลอยได้จากการผลิตกรดซิตริกจากมันเทศและวัตถุดิบอื่นๆ กรดซิตริกทุกๆ ตันผลิตปูนปลาสเตอร์มะนาวได้ประมาณ 2.4 ตัน และประเทศของเราทิ้งปูนปลาสเตอร์มะนาวประมาณ 500,{3}} ตันทุกปี ยิปซั่มเลมอนเป็นส่วนประกอบหลักของยิปซั่มไดไฮเดรตสูงถึงร้อยละ 95 นอกจากนี้ยังมีสิ่งเจือปนเล็กน้อย เช่น ฟลูออรีนที่รุนแรง ปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ในการเตรียมวัสดุผนังเช่นบล็อกและกระดาษยิปซั่มบอร์ด

1.6 ยิปซั่มเคมีอื่น ๆ

นอกจากยิปซัมเคมีข้างต้นแล้ว ยังมีกรดบอริกจากโรงงานที่ปล่อยโบรอนยิปซัม เกลือทะเลหรือกระบวนการแยกเกลือที่ผลิตเกลือยิปซัมและปล่อยยิปซัมกรดไวน์น้อยลง ยิปซัมโมโนโซเดียมกลูตาเมต ยิปซัมทองแดง ยิปซัมเสริม โครเมียมยิปซัม โซเดียมไนเตรตยิปซัม ยิปซั่มกรดแลคติก ฯลฯ

2 องค์ประกอบของวัสดุปรับระดับเองที่เตรียมโดยยิปซั่มเคมี

ภายหลังการปรับสภาพ ปริมาณและโครงสร้างขององค์ประกอบหลักของยิปซัมทางเคมีจะคล้ายกับยิปซัมธรรมชาติ ด้วยอัตราส่วนผสมที่แน่นอน จึงสามารถสังเคราะห์วัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่มีฐานยิปซั่มที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับวัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่เตรียมโดยยิปซั่มธรรมชาติได้

ญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่ศึกษาวัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่มียิปซั่ม โดยตัวแทนมากที่สุดคือ Japan Housing Corporation จากนั้นสหรัฐอเมริกา เกาหลีใต้ เยอรมนี และประเทศพัฒนาแล้วอื่นๆ ในยุโรป และสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาวัสดุปรับระดับด้วยตนเองที่มียิปซั่ม ตารางที่ 2 แสดงสูตรทั่วไปของวัสดุปรับระดับด้วยตัวเองที่มียิปซั่มในญี่ปุ่น และตารางที่ 3 แสดงคุณสมบัติของวัสดุปรับระดับเองที่มียิปซั่มโดยทั่วไป