一种磷石膏基水泥的制作方法

    专利查询2025-12-28  9


    本发明涉及水泥领域,具体而言,涉及一种磷石膏基水泥。


    背景技术:

    1、磷石膏是磷化工企业湿法生产磷酸的工业副产品,每吨磷酸将产生5吨磷石膏。随着我国磷化工业的快速发展,每年副产磷石膏已经超过4000万吨。累计堆积磷石膏超过2亿吨。由于种种原因,目前我国磷石膏的资源化利用率不足,剩余部分作为固体废弃物采用堆积或者填埋等方式处理,磷石膏堆积不但占用了大量土地,而且对周围环境造成严重污染,加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。

    2、目前,磷石膏的再利用是,将磷石膏在高温下煅烧后脱去所有结晶水后得到无水石膏,再在无水石膏中添加各种硫酸盐做促凝剂,制备出具有较好的耐水性的无水石膏水泥。磷石膏经处理后的无水石膏与水泥、石灰、粉煤灰等材料复合,可制备具有较高强度的胶凝材料并显著提高胶凝材料的耐水性。磷石膏在建筑材料中的应用主要有以下几个方面:

    3、(1).经处理后替代天然石膏作缓凝剂用于水泥制造。

    4、(2).煅烧脱水或压蒸脱水得到β型或者α型半水石膏建筑石膏用于制备石膏灰浆、石膏板、石膏磨具等。

    5、(3).经800℃以上煅烧后得到无水石膏用于制备无水石膏水泥。

    6、(4).通过与水泥、石灰、矿渣或粉煤灰复合制备强度较高耐水性好的胶凝材料用于石膏砂浆、土壤固化等领域。

    7、作为原料可生产硫铝酸盐水泥或者利用磷石膏生产硫酸联产水泥。

    8、尽管磷石膏的利用途径很多,但受多方面因素的影响,以上再利用方法均未得到大幅度推广和应用。除了在一些缺乏天然石膏地区,磷石膏资源化利用情况较好外,大部分磷化工企业的副产磷石膏利用率很低。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种磷石膏基水泥,该磷石膏水泥具有良好的和易性、可塑性强、耐候性好,且该磷石膏水泥中的磷石膏用量大,可大量的消耗磷化工企业产生的磷石膏,节约资源,并降低了水泥的生产成本。

    2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

    3、一方面,本发明实施例提供一种磷石膏基水泥,按重量百分比计包括以下原料:硅酸盐水泥熟料2-5%、矿渣21-51%、磷石膏35-65%和石灰石10%。

    4、在该配方中,其磷石膏的用量在35-65%,硅酸盐水泥熟料2-5%,可见磷石膏的用量明显要多于硅酸盐水泥熟料的用量,可以大量的消耗磷化工企业的副产物磷石膏,且得到的磷石膏水泥的强度也符合国家标准。

    5、其中,硅酸盐水泥熟料以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后在水泥窑中煅烧而成的。硅酸盐水泥熟料含有cao、sio2、fe2o3、al2o3四种氧化物组成,在熟料中占95%,另5%为其他氧化物,如mgo、so3等,且上述四种氧化物不是以单独的氧化物存在,而是以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体存在的。

    6、粒化矿渣粉中的玻璃体是活性成分,细磨矿渣粉在碱性激发条件下解聚和溶解,发生水化反应形成稳定的水化产物。磷石膏在水化时,重新结晶成二水石膏,二水石膏晶核的大量生成、长大以及晶体之间相互接触和连生,在石膏浆体中形成浆体结晶结构网络。石灰石和硅酸盐水泥为强碱性物质,可以为矿渣粉的溶解和水化提供碱性环境,

    7、在本发明的一些实施例中,按重量百分比计包括以下原料:硅酸盐水泥熟料4%、矿渣41%、磷石膏45%和石灰石10%。在该配比下,磷石膏水泥的标准稠度用水量为31.40%,初凝和终凝时间适宜,且抗折、抗压强度高,符合水泥的使用标准,也就是说,保证磷石膏水泥的综合性能符合使用标准的前提下,能够加入大量的磷石膏(55%),实现磷石膏的最大化利用,可快速的消耗磷石膏。

    8、在本发明的一些实施例中,所述磷石膏磷化工企业湿法生产磷酸得到的原状磷石膏,为采用水洗、石灰石中和、高温煅烧处理等方法进行前处理后得到的。原状磷石膏的化学式为ca2so4·2h2o,其本身不具有胶凝性。经脱水成为半水石膏。半水石膏水化溶解于液相后。重新结晶成二水石膏,二水石膏晶核的大量生成、长大以及晶体之间相互接触和连生,在石膏浆体中形成浆体结晶结构网络,从而变成具有强度的人造石。

    9、在本发明的一些实施例中,所述原状磷石膏的含水量为12-15%。

    10、在本发明的一些实施例中,所述磷石膏的化学成分为loss 11.91%,sio23.21%,al2o3 1.09%,fe2o3 0.31%,cao 34.52%,mgo 0.06%,so3 47.30%,p2o5 1.1%,f-0.2%。该磷石膏的密度为2350kg/m3,比表面积为81m2/g,磷石膏中的二水石膏结晶完整,晶粒尺寸大约在20-50μm之间。

    11、在本发明的一些实施例中,所述石灰石的勃氏比表面积为500-520m2/kg。

    12、相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:

    13、本申请中的磷石膏基水泥在保证优良的的机械强度的前提下,原料中加入了大量的磷石膏,不仅可大量的消耗磷化工产生的磷石膏,解决了磷石膏堆积问题,还能大幅度的降低磷石膏水泥的生产成本,有良好的经济效益和环保效益。

    14、其次,相较于传统硅酸盐水泥,本申请的磷石膏添加了大量磷石膏,对磷石膏水泥的抗压、抗折等机械强度影响较小,符合相应的国家标准,能够更好地满足各种工程需求。其次,本申请中的磷石膏基水泥的稳定性好,在不同使用环境下,磷石膏基水泥的性能变化小,可在不同环境下长期使用。还具有良好的和易性,在施工过程中,该磷石膏基水泥易于搅拌、运输和浇筑,提高了施工效率。还具有较强的可塑性,能够适应各种复杂的施工环境和设计要求。耐水性好,能够在潮湿的环境中保持稳定的性能。耐候性好,能够在不同气候下长期使用而不易损坏。



    技术特征:

    1.一种磷石膏基水泥,其特征在于,按重量百分比计包括以下原料:

    2.根据权利要求1所述的磷石膏基水泥,其特征在于,按重量百分数比计包括以下原料:

    3.根据权利要求1所述的磷石膏基水泥,其特征在于,按重量百分比计包括以下原料:

    4.根据权利要求1所述的磷石膏基水泥,其特征在于,按重量百分比计包括以下原料:

    5.根据权利要求1所述的磷石膏基水泥,其特征在于,所述磷石膏由原状磷石膏通过水洗、石灰石中和、高温煅烧中的一种方法处理得到。

    6.根据权利要求5所述的磷石膏基水泥,其特征在于,所述原状磷石膏的含水量为12-15%。

    7.根据权利要求5所述的磷石膏基水泥,其特征在于,所述原状磷石膏的化学成分为loss 11.91%,sio2 3.21%,al2o3 1.09%,fe2o3 0.31%,cao34.52%,mgo 0.06%,so347.30%,p2o5 1.1%,f-0.2%。

    8.根据权利要求1所述的磷石膏基水泥,其特征在于,所述石灰石的勃氏比表面积为500-520m2/kg。


    技术总结
    本发明涉及水泥领域,具体而言,涉及一种磷石膏基水泥。该磷石膏基水泥按重量百分比计包括以下原料:硅酸盐水泥熟料2‑5%、矿渣21‑51%、磷石膏35‑65%和石灰石10%。该磷石膏水泥具有良好的和易性、可塑性强、耐候性好,且该磷石膏水泥中的磷石膏用量大,可大量的消耗磷化工企业产生的磷石膏,节约资源,并降低了水泥的生产成本。

    技术研发人员:刘宜潍,赵星茹
    受保护的技术使用者:湖北海天时代科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-33214.html

    最新回复(0)