專利名稱：高強(qiáng)磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為制造磷酸時(shí)排出的副產(chǎn)物磷石膏的廢物利用，特別是用 磷石膏生產(chǎn)高強(qiáng)磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法。
背景技術(shù)：
磷石膏是制造磷酸時(shí)排出的副產(chǎn)物，其主要成分是二水石膏
(CaS04 2H20) 64% 70%，磷酸2 5% ，氟(F)約1,5。/。，及其游離水 和不溶性殘?jiān)菐嵝缘姆蹱钗?。每生產(chǎn)1噸磷酸要排出5噸磷石
據(jù)報(bào)道，目前世界上磷石膏年排量約為11000 -13000萬(wàn)噸，其 中只有少量得到了利用。目前只有日本、美國(guó)等國(guó)家的對(duì)石膏利用率 較高。在我國(guó)，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，磷石膏的排放量不斷增加，目 前已達(dá)2000萬(wàn)噸/年，如四川什邡磷肥廠每年排放磷石膏數(shù)百萬(wàn)噸， 目前已經(jīng)堆積起五座磷石膏山，總量已達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸。到目前為止，我 國(guó)的磷石膏利用率很低，磷化工廠周圍的磷石膏堆積如山，侵占良田， 污染環(huán)境，造成公害。因此解決磷石膏的大規(guī)模利用已是迫在眉睫的 問題。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)磷石膏的利用有如下幾個(gè)方面啊1)作為水泥緩 凝劑，因在水泥摻量只有3%以內(nèi)，且只有少量廠利用，所以用量有 限；2)水泥煅燒礦化劑，用量也有限；3)作為激發(fā)劑激發(fā)高摻量礦渣
3水泥的活性；4)生產(chǎn)紙面石膏板對(duì)磷石膏進(jìn)行水洗，以除去酸性 等雜質(zhì)，然后煅燒以生產(chǎn)石膏粉，用其生產(chǎn)紙面石膏板等建材產(chǎn)品， 該利用途徑在日本、美國(guó)應(yīng)用廣泛，但該利用途徑的缺點(diǎn)是投資高， 清洗過的廢水需進(jìn)行處理，增加了生產(chǎn)成本。同時(shí)紙面石膏板在我國(guó) 認(rèn)知度不高；5)也嘗試過作為路基材料，但是磷石膏遇水發(fā)漲，將 路面拱起，但與低鈣粉煤灰石灰混合后，該問題可以解決；6)農(nóng)業(yè)上 用作堿性土壤的改性劑，但目前仍在探索階段。
關(guān)于利于磷石膏制作墻體材料也有一些研究報(bào)道:采用蒸壓法制 磷石膏可以制磚，在該過程中磷石膏首先脫水形成半水石膏，冷卻后 重結(jié)晶形成二水石膏，從而形成強(qiáng)度。但是，由于只使用了磷石膏這 一種原料制磚，而石膏本身抗壓強(qiáng)度并不高，所以所得的標(biāo)磚的抗壓 強(qiáng)度并不高，只能達(dá)到5MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)標(biāo)要求(MU10以上， 即10MPa以上)。貴州省建材科研設(shè)計(jì)院也對(duì)磷石膏生產(chǎn)石膏磚進(jìn)行 了研究。先將二水磷石膏進(jìn)行烘干，再將其置于自制炒鍋中進(jìn)行炒制， 使其生成半水磷石膏。然后摻入適量磷渣和爐渣作為骨料，進(jìn)行混合 配料，最后低壓下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)。加入磷渣和爐渣后，所得磷 石膏磚強(qiáng)度有所增加，為7.6MPa，但是該產(chǎn)品抗凍性不合格，僅適 用于干燥環(huán)境下的非承重內(nèi)墻['3]。
在國(guó)外美國(guó)邁阿密(Miami)大學(xué)和巴赫萊因(Bahrain)大學(xué)的研 究人員用不經(jīng)脫水處理的磷石膏和砂子、水泥為配料，在高壓82. 7MPa
下制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的磚塊口磚的抗壓強(qiáng)度、開裂系數(shù)、吸水性、密度、 耐磨性均符合建筑業(yè)要求。磚的抗壓強(qiáng)度高達(dá)38MPa，抗折強(qiáng)度為3.4 3.8MPa。但是要投入工業(yè)生產(chǎn)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)樵诂F(xiàn)階段國(guó)內(nèi) 的壓磚機(jī)設(shè)備是不能達(dá)到成型壓力為每塊磚80MPa的要求的。而且， 即使成型壓力能夠達(dá)到要求，能耗勢(shì)必增加，成本也隨之提高，經(jīng)濟(jì) 效益不劃算。
在印度研制出的石灰一磷石膏的新型墻磚。先將鍛燒過的磷石 膏、石灰按一定比例干態(tài)下混合后，加入少量水分，充分混合后，進(jìn) 行研磨。所得拌合物加入磚模具中在振動(dòng)床上振動(dòng)密實(shí)。成型試件低 壓蒸養(yǎng)后，再自然養(yǎng)護(hù)。試件抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的變長(zhǎng)而增加。 自然養(yǎng)護(hù)72天后試件抗壓強(qiáng)度能達(dá)到lOMPa。但采用的是鍛燒過的 磷石膏，投資變大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間太長(zhǎng)，工藝比較復(fù)雜。同樣也不能直接 投入工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磷石膏用 量大，生產(chǎn)的磚強(qiáng)度高，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，成本低的高強(qiáng)磷石膏墻體材 料及采用該材料制磚的方法。
本發(fā)明的解決方案是高強(qiáng)磷石膏墻體材料，其特點(diǎn)是包括以下 各組份及質(zhì)量百分比
磷石膏 50 70%， 粉煤灰 15 25%， 鐵礦渣 10 20%， 生石灰 5 10%。 采用上述高強(qiáng)磷石膏墻體材料制磚的方法，其特點(diǎn)是包括以下步a、 將磷石膏與生石灰預(yù)混后再與鐵礦渣和粉煤灰混合均勻；
b、 按水膠比0. 2 0. 35比例加水混勻；
c、 將b的混合料在壓磚機(jī)中壓制成型；
d、 將成型塊在蒸壓釜中120 140。C壓蒸4 7小時(shí)。 本發(fā)明的解決方案中，磷石膏與生石灰預(yù)先混合，中和其酸性，
使其呈堿性。在蒸壓過程中磷石膏首先脫水形成半水石膏，冷卻后重 結(jié)晶形成二水石膏，除了在膠凝材料體系中起到微集料作用外，本身 可產(chǎn)i一定的強(qiáng)度。粉煤灰、鐵礦渣、石灰蒸壓過程中將發(fā)生水化反 應(yīng)，產(chǎn)生大量的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣，從而達(dá)到增強(qiáng)磚的強(qiáng)度。 本發(fā)明的解決方案中，鐵礦渣采用細(xì)度為表面積300 400 m7kg， 其效果最好。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
a、 磷石膏在墻體材料中含量為50 70%，磷石膏用量大，有助于 解決磷石膏的排放和環(huán)境污染問題。
b、 本發(fā)明材料具有容重低，保溫性能好的優(yōu)點(diǎn)。
c、 采用本生產(chǎn)方法制磚強(qiáng)度高，實(shí)心磚強(qiáng)度高于MU15，空心砌 塊強(qiáng)度高于MUIO。
d、 生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，成本較低。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例的高強(qiáng)磷石膏墻體材料，各組份質(zhì)量百分比為 磷石膏 50%，粉煤灰 25%，
鐵礦渣 17%。
生石灰 8%。 其中鐵礦渣細(xì)度為表面積300 400 nf/kg。 用上述實(shí)施例材料制磚的生產(chǎn)方法按以下步驟進(jìn)行
a、 將磷石膏與生石灰預(yù)混后再與鐵礦渣和粉煤灰在混料機(jī)中混 合均勻；
b、 按水膠比0. 25比例加水混勻；
c、 將B的混合料在壓磚機(jī)中壓制成型；
d、 將成型塊在蒸壓釜中13(TC壓蒸6小時(shí)。 本實(shí)施例制得的實(shí)心磚強(qiáng)度大于MU15，空心砌塊強(qiáng)度大于MUIO。
權(quán)利要求
1、一種高強(qiáng)磷石膏墻體材料，其特征在于包括以下各組份及質(zhì)量百分比磷石膏 50～70％，粉煤灰 15～25％，鐵礦渣 10～20％，生石灰 5～10％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)磷石膏墻體材料，其特征在于鐵 礦渣細(xì)度為表面積300 400 m7kg。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)磷石膏墻體材料，其特征在于各 組份的質(zhì)量百分比為磷石膏 50%， 粉煤灰 25%， 鐵礦渣 17%， 生石灰 8%。
4、 一種采用權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)磷石膏墻體材料制磚的方法， 其特征在于包括以下步驟-a、 將磷石膏與生石灰預(yù)混后再于鐵礦渣和粉煤灰混合均勻；b、 按水膠比0. 2 0. 35比例加水混勻；c、 將b的混合料在壓磚機(jī)中壓制成型；d、 將成型塊在蒸壓釜中120 14(TC壓蒸4 7小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明為一種利用工業(yè)廢磷石膏生產(chǎn)高強(qiáng)磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法，磷石膏墻體材料各組份為磷石膏50～70％，粉煤灰15～25％，鐵礦渣10～20％，生石灰5～10％。其制磚的生產(chǎn)方法是將將磷石膏與生石灰預(yù)混后再與鐵礦渣和粉煤灰混合均勻，按水膠比0.2～0.35比例加水混勻，壓磚機(jī)中壓制成型，放入蒸壓釜中120～140℃壓蒸4～7小時(shí)。本發(fā)明磷石膏用量大，有助于解決磷石膏的排放和環(huán)境污染問題，所制的磚強(qiáng)度高，實(shí)心磚高于MU15，空心砌塊高于MU10，且生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，成本較低。
文檔編號(hào)C04B18/08GK101497516SQ20081004531
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者譚克峰, 陳德玉 申請(qǐng)人:譚克峰