一種磷石膏水泥緩凝劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磷石膏水泥緩凝劑。由下列原料：磷石膏、瀝青廢料和石灰混合均勻，成化11小時以上制得磷石膏水泥緩凝劑；其中磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，瀝青廢料為瀝青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料。本發(fā)明無需高能耗的煅燒處理工藝，改性效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)水洗及石灰中和處理工藝；與未經(jīng)改性處理的磷石膏相比，水泥凝結(jié)時間縮短將近1小時，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時間與摻入天然石膏緩凝劑時大致相同。本發(fā)明成本低廉、工藝過程簡單、易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，同時還可節(jié)約粉煤灰等水泥混合材用量，有效降低瀝青廢料及磷石膏的雙重環(huán)境污染，節(jié)約天然石膏資源，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣綜合利用，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)及社會效益。
【專利說明】—種磷石膏水泥緩凝劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及再生資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種磷石膏水泥緩凝劑及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，每生產(chǎn)I噸磷酸會排放大約5噸廢渣。由于磷化工工業(yè)的快速壯大發(fā)展，磷石膏廢料產(chǎn)量也快速增長。當(dāng)前，全球磷石膏廢渣的每年排放約2.8億噸，而我國排放量約占20%，截止最新數(shù)據(jù)顯示，我國約有2億噸磷石膏堆積存放。磷石膏主要化學(xué)成份為二水石膏(CaSO4.2Η20)，類似于天然石膏，然而因為磷石膏含有可溶性磷、氟及游離酸和其他雜質(zhì)，隨意排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，磷肥生產(chǎn)企業(yè)均需專門設(shè)立堆場，不僅占用土地，而且堆渣費(fèi)用高，而且磷石膏長期堆存會污染水資源，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。
[0003]磷石膏替代天然石膏用作水泥緩凝劑，不僅節(jié)約大量寶貴石膏資源，而且變廢為寶、成本低廉，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)意義，成為磷石膏廢棄物綜合再利用的主要途徑之一。磷石骨的主要化學(xué)成份為二水石骨(CaSO4.2Η20),質(zhì)量約為80%-98%，同時有少量雜質(zhì)存在。由于它含有殘留的H3 PO4和HF以及未反應(yīng)的H2SO4，因而磷石膏會表現(xiàn)出弱酸性。磷石膏作為一種重要的再生石膏資源，純度較高，通常SO3的質(zhì)量百分比大于或等于40%，比天然石膏中的有效SO3含量高?？扇芰资橇资嘀凶钪饕乃嵝噪s質(zhì)，來源于未反應(yīng)的磷酸鹽與殘留的磷酸，經(jīng)過洗滌過濾之后仍可部分保留在磷石膏中。直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)水泥時，這些雜質(zhì)會延長水泥凝結(jié)時間，同時造成產(chǎn)品表面粉化，影響水泥表面光潔度。因而需要對磷石膏經(jīng)過適當(dāng)改性處理，才能取代天然石膏用于水泥生產(chǎn)。
[0004]煅燒工藝可以使有害磷轉(zhuǎn)變成惰性的磷酸鹽礦物，從而不會影響水泥的凝結(jié)時間及強(qiáng)度。但是煅燒工藝能耗大，產(chǎn)量有限。水洗法是磷石膏的傳統(tǒng)預(yù)處理主要工藝之一。磷石膏中的可溶性雜質(zhì)一般附著在二水硫酸鈣晶體的表面，包括可溶性磷酸鹽、氟以及游離的磷酸等，這些雜質(zhì)一般經(jīng)過水洗處理之后就會基本除去。但水洗除雜的能力有限，所以需要反復(fù)多次進(jìn)行水洗處理方可達(dá)到效果；同時水洗后需要大量水分蒸發(fā)烘干，因此不但造成大量能量浪費(fèi)，處理成本高，更為主要是的容易造成二次水資源嚴(yán)重污染問題，因此難以大量推廣應(yīng)用。而石灰中和處理需要大量的石灰用量，一般需要10%含量的石灰才能有效降低可溶磷含量，而石灰價格昂貴，所以使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了有效降低磷石膏中可溶磷等有害雜質(zhì)含量，使水泥凝結(jié)時間正常；本發(fā)明提供一種成本低廉、操作簡單的磷石膏水泥緩凝劑。
[0006]一種磷石膏水泥緩凝劑由下列重量的原料組成:磷石膏50-80份、浙青廢料10-35份和石灰f 10份，水f 5份，混合均勻，成化11小時以上；所述磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，主要化學(xué)成份為二水石膏，二水石膏的含量為80%-98% ；所述浙青廢料為浙青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料，其中二氧化硅(S12)的含量為49-50%、三氧化二鐵(Fe2O3)的含量為5-7%、三氧化二鋁(Al2O3)的含量為18_21%、氧化鈣(CaO)的含量為11-13%、氧化鎂(MgO)的含量為2-4%、二氧化鈦(T12)的含量為0.5-1.5%、三氧化硫(SO3)的含量為1_2%。
[0007]優(yōu)化的技術(shù)方案是:將磷石膏65份、浙青廢料30份、石灰3份和水2份混合，攪拌均勻，再經(jīng)成球機(jī)制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑，成化12小時。
[0008]浙青生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生大量的浙青廢料，經(jīng)常堆砌閑置，目前還未有效再利用。浙青廢料主要成分為二氧化硅(Si02)、三氧化二鐵(Fe203)、三氧化二鋁(Al2O3)等，這些都是生成水泥水化的主要礦物硅酸三鈣、硅酸二鈣、硫酸三鈣及鐵鋁酸四鈣的有效成分。而目前水泥混合材及磷石膏改性劑通常采用粉煤灰作為原料及改性劑，如專利CN1279219A中介紹了一種磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，采用粉煤灰、鈣質(zhì)材料及活化劑作為磷石膏的改性添加劑。但粉煤灰目前價格較為昂貴、供給比較緊張。而浙青廢料的化學(xué)成分與粉煤灰比較接近，而且氧化鈣(CaO)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于粉煤灰，無需另外添加鈣質(zhì)材料，可望進(jìn)一步提高水泥強(qiáng)度，而且浙青廢料幾乎不需要原料成本投入，化學(xué)成分、粉塵顆粒細(xì)度均適合于作為磷石膏改性添加劑。因此，本發(fā)明創(chuàng)新性采用原料豐富、成本低廉的浙青廢料作為磷石膏的改性劑，可以解決磷肥生產(chǎn)企業(yè)和浙青企業(yè)的廢料處置問題，具有較好的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保意義。

【權(quán)利要求】
1.一種磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于由下列重量的原料組成:磷石膏50-80份、浙青廢料10-35份、石灰1~10份，水I飛份，混合均勻，自然成化11小時以上； 所述磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，主要化學(xué)成份為二水石膏，二水石膏的含量為80%-98% ； 所述浙青廢料為浙青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料，其中二氧化硅的含量為48-51%、三氧化二鐵的含量為5-7%、三氧化二鋁的含量為18-21%、氧化鈣的含量為11-13%、氧化鎂的含量為2-4%、二氧化鈦的含量為0.5-1.5%、三氧化硫的含量為1-2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于由下列重量的原料組成:磷石膏65份、浙青廢料30份、石灰3份和水2份混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再?jīng)成球機(jī)制成球狀的磷石膏水泥緩凝 劑，自然成化12小時。
【文檔編號】C04B22/14GK104176963SQ201410382973
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】羅派峰, 劉兆范, 朱希兵, 泰靖 申請人:宣城市水東泰獅緩凝劑制品有限公司