專利名稱：低熟料磷渣水泥及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥新品種，更確切地說它是利用黃磷生產(chǎn)中排出的廢料-磷渣制備低熟料磷渣水泥的方法。
磷渣是黃磷生產(chǎn)中由磷灰石在高溫電爐中提煉黃磷以后排出并水淬成粒狀物的廢料，每生產(chǎn)一噸黃磷，約排放七噸磷渣，大量的磷渣長期堆放，不但占去大片農(nóng)田，還污染環(huán)境，為綜合利用這一工業(yè)廢料，在本發(fā)明提出之前，國內(nèi)外已有不少廠家將磷渣作為活性混合材使用，用來生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥。建筑材料工業(yè)部技術(shù)情報標準研究所主編的《水泥》雜志在1984年第3期刊登的劉美鴻等寫的《水淬磷渣作水泥混和材研究》一文中，對利用磷渣生產(chǎn)水泥進行研究，他們的研究成果中，磷渣在水泥中的摻量最大不大于30%，磷渣僅作為水泥的一種混合材使用，磷渣的含量低，利用率不很高。而以磷渣為主要成份的低熟料磷渣水泥，目前還未見公開報導。
本發(fā)明的目的很明確，就是為了充分利用黃磷生產(chǎn)中由磷灰石在高溫電爐中提煉黃磷以后排出并水淬成粒狀物的廢料-磷渣制備以磷渣為主要成份的低熟料磷渣水泥的方法，使其既能消除磷渣對環(huán)境的污染，又能得到一種價廉的水泥新品種。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用磷渣、熟料和高溫石膏這三種物質(zhì)作為低熟料磷渣水泥的組成部分，這三種物質(zhì)中，以磷渣為主要成份，磷渣的質(zhì)量系數(shù)( (CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+P2O5) )要求不得小于1.2。熟料和高溫石膏這兩者都是作為活性激發(fā)劑，對磷渣起著堿性、硫酸鹽的雙重激發(fā)作用，這是因為熟料水化后產(chǎn)生水化硅酸鈣，同時又釋放出大量氫氧化鈣，而它們當中的硅酸鈣與石膏能結(jié)合生成晶體更穩(wěn)定，強度更高的鈣釩石。而高溫石膏對磷渣中硫酸鹽的激發(fā)在后期起著強烈作用，這從表1中可以看出。熟料和高溫石膏的配量適應(yīng)，必然會對磷渣的活性發(fā)揮加速，提高水泥的強度。本發(fā)明采用如下配方按重量配比為，磷渣75～85%，熟料10～20%，高溫石膏5～10%，其中以磷渣80%，熟料15%，高溫石膏5%和磷渣80%，熟料10%，高溫石膏10%這兩組配方的效果最佳。按上述配方，其生產(chǎn)工藝和設(shè)備同生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥的工藝和設(shè)備相同。
本發(fā)明采用的高溫石膏是普通生石膏經(jīng)850～950℃以上的高溫鍛燒制成，鍛燒方式與燒石灰相類似，鍛燒后的高溫石膏呈堿性。
本發(fā)明所用的熟料是生產(chǎn)硅酸鹽水泥常用的熟料。
按照以上方法，我們對不同配比的低熟料磷渣水泥進行了強度實驗，實驗結(jié)果見表2。從實驗結(jié)果看，7天以前該水泥的強度較低，28天以后的強度很高，其強度發(fā)展在7天至28天之間發(fā)生飛躍，若與我國常用的水泥作比較，按GB1344-85的標準，該水泥7天強度僅相當于325＃礦渣水泥，火山灰水泥粉粉煤灰水泥，而28天的強度則達到了525＃水泥指標。這說明按本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的水泥完全能滿足GB1344-85中325＃水泥的強度標準。
經(jīng)過長時間反復對表2中各種配比水泥的實驗，我們發(fā)現(xiàn)，按表2中L-2樣號和L-4樣號比例配比的水泥強度特征最好，重現(xiàn)性也最好，實驗結(jié)果見表3。
磷渣摻量對水泥凝結(jié)時間的影響，總的趨勢是摻量增加而延長初凝與終凝的時間，但要保證水泥凝結(jié)時間的合格，熟料本身要有好的凝結(jié)物性，作為調(diào)凝劑的石膏是必不可少的，按本發(fā)明所述的方法配制的低熟料磷渣水泥，其凝結(jié)時間和安定性指標均符合GB1344-85標準，實驗結(jié)果見表4。
低熟料磷渣水泥適用于作蒸壓制品。表5是該水泥作蒸壓材料試制的水泥電桿與普通水泥電桿的強度和成本對比。表6是該水泥作蒸壓材料試制的水泥砂磚的強度實驗結(jié)果。該水泥雖然早強偏低，但施工后配制的砂漿和混凝土濕養(yǎng)護條件要好，如果將該水泥轉(zhuǎn)換成蒸養(yǎng)制品，不僅可以提高制品的強度，還可加快產(chǎn)品周轉(zhuǎn)，降低成本。
低熟料磷渣水泥中，磷渣用量大，熟料用量少，生產(chǎn)成本低，且工藝簡單，易控制，很適合工業(yè)性生產(chǎn)。
表1磷渣% 熟料% 高溫石膏% 抗壓kg/cm2抗折kg/cm23天7天28天3天7天28天90103275057504763911080102944847004160862070102784407014563923060102304127034063964050101943936953161103504010142326719285510160301097261683204699702010612146991545998010103119569694390955512626729798696表2樣號熟料% 磷渣% 高溫石膏抗壓kg/cm2抗折kg/cm2%3天7天28天3天7天28天L-11085531141698733102L-21580545201587104696L-320755542336081153102L-41080103416571594096L-51575103413460093088
表3樣品磷渣熟料高溫石膏抗壓kg/cm2抗折kg/cm2%%%3天7天28天3天7天28天Z-180101051125615112978Z-28010103012574292385Z-38010103416571594086Z-48010103119569694384Z-58010103012663382876C-18015548209576124980C-28015555234596134797C-380廿5545201587104686C-4801553815754183691C-580155589343081271表四樣號磷渣%熟料%高溫石膏%凝結(jié)時間(時分)安定性初凝終凝(沸煮法)H-1801510337732合格H-2801554481131合格表五類別灰∶砂∶石配比抗壓設(shè)計抗壓水泥成本/根kg/cm2kg/cm2普通水泥1∶1.65∶1.8530030017.00元低熟料磷渣水泥1∶0.93∶1.0730030010.75元表六類別10塊平均值單塊值符合標號(抗壓)1天強度 15.3MPa 15.1MPa 150＃28天后強度 16.4MPa 15.8MPa 150＃
權(quán)利要求
1.一種以磷渣為主要成份的低熟料磷渣水泥，含有熟料，其特征在于還加入了一種經(jīng)850～950℃鍛燒的高溫石膏。
2.按照權(quán)利要求1所述，其特征在于低熟料磷渣水泥按重量配比是磷渣75～85% 熟料10～20% 高溫石膏5～10%
3.按照權(quán)利要求1或2所述，其特征在于低熟料磷渣水泥按重量配比以磷渣80%，熟料15%，高溫石膏5%或磷渣80%，熟料10%，高溫石膏10%這兩組效果最佳。
全文摘要
一種以磷渣為主要成分的低熟料磷渣水泥及工藝方法，其配方是由磷渣，熟料和經(jīng)850～950℃高溫煅燒過的高溫石膏組成，其工藝方法同生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥的工藝方法相類似，按本發(fā)明所述的配方和方法生產(chǎn)的水泥，完全達到GB1344-85中32文檔編號C04B12/00GK1033373SQ87107249
公開日1989年6月14日 申請日期1987年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月2日
發(fā)明者陳雁安, 李虎, 張平, 吳超寰, 周守賢, 韓世浩 申請人:水利電力部長江流域規(guī)劃辦公室長江科學院, 興山縣水泥廠