專利名稱：：一種改性磷石膏水泥緩凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及磷石膏水泥緩凝劑，具體是涉及一種利用工業(yè)廢渣的改性磷石膏作水泥緩凝劑及其制備方法。冑髓*磷石膏是磷化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的工業(yè)廢渣，磷石膏的堆放不僅占用大量場(chǎng)地和資金，而且污染環(huán)境。利用工業(yè)廢渣磷石膏做水泥緩凝劑，提高廢渣的利用率，減少?gòu)U渣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，減少?gòu)U渣的堆放占用耕地，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，在公開(kāi)出版物上已有相關(guān)報(bào)道。目前的磷石膏改性技術(shù)是在磷石膏中加入生石灰混合，于800'C的溫度下用烘干機(jī)烘干，再加水用成球盤(pán)造粒入庫(kù)。它利用石灰將磷石膏中的可溶雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì)，繼續(xù)在800'C下使磷石膏可溶微量組分轉(zhuǎn)化為不可溶或可揮發(fā)性組分，來(lái)消除有害雜質(zhì)對(duì)水泥水化的影響。此法生產(chǎn)的改性磷石膏成本高，能耗高、水分大(20%)，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，特別是附著水分有時(shí)達(dá)不到要求。同時(shí)該生產(chǎn)方法存在產(chǎn)品水分重、資源消耗大、能源消耗大、產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。在中國(guó)專利公開(kāi)了一種"磷石膏水泥緩凝劑及其制備方法"(公開(kāi)號(hào)CN1279219A)，它是以磷石膏30-70%、粉煤灰26-60%、鈣質(zhì)材料(如電石渣)4-16%、活化劑0.1-0.5%，配料，經(jīng)攪拌機(jī)混合均勻、通過(guò)壓制或轉(zhuǎn)盤(pán)成球，成型后半成品再經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，經(jīng)烘干或曬干后即成產(chǎn)品。該磷石膏水泥緩凝劑替代天然石膏作緩凝劑，變廢為寶、減少環(huán)境污染、有效地利用了工業(yè)廢渣。但經(jīng)研究表明，尚還存在如下缺陷在配方中，磷石膏使用量小，而使水泥在水化過(guò)程中速度緩慢，凝結(jié)力較差，早期強(qiáng)度較低，采用轉(zhuǎn)盤(pán)成球機(jī)成球水分大(含水20%左右)，自然曬干儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，是將磷化工企業(yè)排放的磷石膏廢渣進(jìn)行改性，提供一種改性磷石膏水泥緩凝劑及其制備方法。本申請(qǐng)人通過(guò)多年對(duì)改性磷石膏的潛心研究，采用工業(yè)廢渣磷石膏作原料，提高工業(yè)廢渣的利用率，以用工業(yè)廢渣電石渣、粉煤灰作復(fù)合改性劑，電石渣可提供大量Ca2+，使磷石膏中可溶磷轉(zhuǎn)化為難溶的Ca3(P04)2，電石渣的氫氧化鈣能激活粉煤灰的活性，發(fā)生反應(yīng)生成水化凝膠產(chǎn)物，同時(shí)加入水泥激發(fā)劑芒硝粉(芒硝粉也稱芒硝礦粉)和/或水泥助磨劑三乙醇胺下腳料，改變傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，使本水泥緩凝劑在水泥水化過(guò)程中能加速水化，促進(jìn)水泥凝結(jié)，提高水泥早期強(qiáng)度；消除可溶微量組分對(duì)水泥水化的影響。提高工業(yè)廢渣的利用率、降低能耗，不僅利廢而且其環(huán)保意義更大，達(dá)到廢渣資源綜合利用，資源節(jié)約，資源替代的目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的改性磷石膏水泥緩凝劑，它是由下列組分組成(按重量百分比計(jì))磷石膏9095%，電石渣37%，粉煤灰15%，芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料13%。優(yōu)選的磷石膏9194%，電石渣35%，粉煤灰1.53%，芒硝礦粉和/或三乙醇胺下腳料1.52.5%。最佳的磷石膏91%，電石渣5%，粉煤灰2%，芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料2%。本改性磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，是將由上述磷石膏、電石渣、粉煤灰、芒硝礦粉和/或三乙醇胺下腳料組成的物料混合均勻，經(jīng)入料倉(cāng)、筒式成球機(jī)成球、烘干機(jī)、儲(chǔ)存棚流程制成成品儲(chǔ)存。所述的烘干機(jī)出料的溫度《10(TC。所述的水泥激發(fā)劑芒硝粉和水泥助磨劑三乙醇胺下腳料可用任一種與磷石混合與磷石膏、電石渣、粉煤灰成比例配制。本改性磷石膏水泥緩凝劑經(jīng)化驗(yàn)室檢測(cè)，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)如下S03〉35%;②結(jié)晶水16±2%;③酸堿度pH值》7;游離水〈14%;不溶物《5%;⑥料球直徑(5-30)mm，成球率>90%;⑦雜質(zhì)水溶性磷、氟含量微量，且無(wú)害于水泥性能。本發(fā)明的有益效果在于(1).由于工業(yè)廢渣磷石膏用工業(yè)廢渣電石渣粉煤灰復(fù)合改性，提高了工業(yè)廢渣的利用率，不僅利廢而且環(huán)保，達(dá)到廢渣資源綜合利用，資源節(jié)約，以廢渣治理廢渣,價(jià)格低廉，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；(2).由于在配方中加入水泥激發(fā)劑芒硝礦粉和/或水泥助磨劑三乙醇胺下腳料，使本發(fā)明制備的水泥緩凝劑，在水泥水化過(guò)程中能加速水化，促進(jìn)水泥凝結(jié)，提高水泥早期強(qiáng)度；消除可溶微量組分對(duì)水泥水化的影響；(3).本改性磷石膏水泥緩凝劑的制備方法與現(xiàn)有的制備工藝相比，烘干溫度低，出料溫度《10(TC，降低能源消一；(4).由于采用筒式成球機(jī)成球，產(chǎn)品水分小(18%)，儲(chǔ)存時(shí)間短(5天左右)。本發(fā)明與"磷石膏水泥緩凝劑及其制備方法"(申請(qǐng)?zhí)?9116529.2)相比，配料中增加了7jC泥激發(fā)劑芒硝礦粉和/或水泥助磨劑三乙醇胺下腳料，而且本發(fā)明采用電石渣、粉煤灰復(fù)合改性，使本發(fā)明制備的水泥緩凝劑，在水泥水化過(guò)程中能加速水化，促進(jìn)水泥凝結(jié)，提高水泥早期強(qiáng)度；消除可溶微量組分對(duì)水泥水化的影響；筒式成球機(jī)成球水分小(18%),儲(chǔ)存時(shí)間短(5天左右)。其產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益更加顯著。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式本改性磷石膏水泥緩凝劑的配料，按表1中的實(shí)施例110配料。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例11本改性磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，參見(jiàn)圖l-選擇實(shí)施例110配料，先用鏟車(chē)將電石渣、粉煤灰、芒硝粉(礦粉)和/或三乙醇胺胺下腳料混合均勻；再將磷石膏與混合均勻的混合料用鏟車(chē)按配比混合均勻，入料倉(cāng)，皮帶輸送機(jī)送入粉碎機(jī)粉碎，粉碎至粒度《lmm，調(diào)速定量皮帶稱給料，粉料再用皮帶輸送機(jī)送入筒式成球機(jī)，在翻滾中加水，并進(jìn)一步均化成球(球含水18%),該濕料球用皮帶輸送機(jī)送入烘干機(jī)，用烘干機(jī)烘干至水分14%，出料溫度《10(TC，再用皮帶輸送機(jī)送入儲(chǔ)存堆棚儲(chǔ)存。濕料送入烘干機(jī)內(nèi)烘干至水分為l賴即可，所述的烘干機(jī)出料的烘干溫度《IOO'C，出成球機(jī)的球料比例為80%適宜，過(guò)多則成球水分過(guò)大，上述各個(gè)設(shè)備均是現(xiàn)有設(shè)備。本產(chǎn)品經(jīng)水泥廠化驗(yàn)部門(mén)檢測(cè)，并經(jīng)廣漢星榮水泥有限責(zé)任公司、德陽(yáng)利森水泥公司一年的使用，證明完全可以替代天然石膏作為水泥緩凝劑。本發(fā)明的改性磷石膏水泥緩凝劑經(jīng)使用表明①.優(yōu)質(zhì)本產(chǎn)品S03含量高且穩(wěn)定，緩凝效果好，使用量較天然二水石膏少；②.節(jié)能本產(chǎn)品物理形態(tài)為球狀，粒徑(5-30)mm、強(qiáng)度適中，無(wú)需破碎，方便計(jì)量秤均勻配料。③.環(huán)保本產(chǎn)品屬于工業(yè)廢渣綜合利用的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，直接使用后，可減少天然石膏破碎時(shí)的1-2個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)。④經(jīng)濟(jì)本產(chǎn)品只占天然石膏價(jià)格50%左右。表2本發(fā)明的改性效果對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表2中表明:用電石渣、粉煤灰處理磷石膏作水泥緩凝劑，其性能與采用天然石膏的水泥相當(dāng)，僅凝結(jié)時(shí)間略為延長(zhǎng)。3d強(qiáng)度稍有降低，28d略有增長(zhǎng)。本發(fā)明磷石膏經(jīng)電石渣、粉煤灰、芒硝粉、三乙醇胺下腳料聯(lián)合處理后作水泥緩凝劑，克服了用電石渣+粉煤灰處理作水泥緩凝劑時(shí)，水泥早期強(qiáng)度降低的缺陷，是性能優(yōu)于天然石膏的緩凝劑。本改性磷石膏水泥緩凝劑的效果見(jiàn)以下各表(1)本改性磷石膏化學(xué)成分，見(jiàn)表3。(2)本改性磷石膏放射性，見(jiàn)表4。(3)同一種熟料用本改性磷石膏和天然石膏作緩凝劑的物理性能對(duì)比，見(jiàn)表5。(4)本改性磷石膏與天然石膏作水泥緩凝劑的對(duì)比，見(jiàn)表6。(5)本改性磷石膏與天然石膏所制水泥與減水劑相容性的對(duì)比，見(jiàn)表7。(6)本改性磷石膏與天然石膏對(duì)混凝土工作性能及其強(qiáng)度的影響對(duì)比，見(jiàn)表8。(7)本改性磷石膏與采用天然石膏的強(qiáng)度對(duì)比，見(jiàn)表9。表3本改性磷石膏化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>燒失量(Loss)二氧化硅(Si02)三氧化二鋁U1203)三氧化二鐵(Fe20)氧化鈣(Ca0)氧化鎂(MgO)表4本改性磷石膏放射性<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5同一種熟料用本改性磷石膏和天然石膏作緩凝劑的物理性能對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表6本改性磷石膏與天然石膏作水泥緩凝劑的對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表7本改性磷石膏與夫然石膏所制水泥與減水劑相容性的對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表9根據(jù)本發(fā)明制備的改性磷石膏與采用天然石膏的強(qiáng)度對(duì)比<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上數(shù)據(jù)表明根據(jù)本發(fā)明制備的改性磷石膏與采用天然石膏時(shí)強(qiáng)度得到了提高。權(quán)利要求1.一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的改性磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于，所述的水泥緩凝劑由下列組分組成(按重量百分比計(jì))磷石膏90～95％；電石渣3～7％；粉煤灰1～5％；芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料1～3％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的改性磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于，所述的水泥緩凝劑由下列組分組成(按重量百分比計(jì))磷石膏9194%;電石渣35%;粉煤灰1.53%;芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料1.52.5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1輛述的改性磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于，所述的水泥緩凝劑由下列組分組成(按重量百分比計(jì))磷石膏91%，電石渣5%，粉煤灰2%，芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料2%。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的改性磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于，將由磷石膏、電石渣、粉煤灰、芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料組成的物料混合均勻，經(jīng)入料倉(cāng)、粉碎、用筒式成球機(jī)成球含水18%，該料球經(jīng)烘干機(jī)烘干，即得產(chǎn)品。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述的烘干機(jī)出料的溫度《10(TC。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述的料球出烘干機(jī)水分為14%。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種改性磷石膏水泥緩凝劑及其制備方法。它是由工業(yè)廢渣電石渣和粉煤灰將工業(yè)廢渣磷石膏復(fù)合改性，同時(shí)加入水泥激發(fā)劑芒硝礦粉和/或水泥助磨劑三乙醇胺下腳料，其配方按重量百分比計(jì)磷石膏90～95％，電石渣3～7％，粉煤灰1～5％，芒硝粉和/或三乙醇胺下腳料1～3％；所述物料經(jīng)入料倉(cāng)、粉碎、筒式成球機(jī)成球、烘干后得產(chǎn)品。使用本發(fā)明制備的水泥緩凝劑，在水泥水化過(guò)程中能加速水化，促進(jìn)水泥凝結(jié)，提高水泥早期強(qiáng)度，消除可溶微量組分對(duì)水泥水化的影響；成球水分小，儲(chǔ)存時(shí)間短，不僅利廢而且環(huán)保，達(dá)到廢渣資源綜合利用，資源節(jié)約，而且價(jià)格低廉，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號(hào)C04B22/14GK101367632SQ20081004620公開(kāi)日2009年2月18日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者朱清江,濤袁,鵬袁,鄧德木申請(qǐng)人:四川綿竹三佳飼料有限責(zé)任公司;袁濤