專利名稱：改性磷石膏粉及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性磷石膏粉及其制品，屬于磷化工或建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷石膏是利用濕法工藝生產(chǎn)磷酸的生產(chǎn)過(guò)程中，磷礦石與硫酸反應(yīng)，生成
磷酸和以二水硫酸鈣(CaS04*2H20)為主要成份的磷石膏。其反應(yīng)方程式如下
3Ca3(P04)2 CaF2+10H2SO4+20H2O—6H3PO4+10CaSO4 2H20+2HF據(jù)資料顯示，2007年我國(guó)共產(chǎn)磷石膏約3000萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)至2010年磷石膏產(chǎn)量將達(dá)5000萬(wàn)噸，目前全國(guó)共堆存磷石膏約1.6億噸，而利用率只有約10%。大量磷石膏的堆存給生產(chǎn)企業(yè)造成很大經(jīng)濟(jì)壓力，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。國(guó)家環(huán)保總局2006年首次將磷石膏定性為"危險(xiǎn)廢棄物"，向全社會(huì)發(fā)出磷石膏綜合利用的警訊。磷石膏的綜合利用是一個(gè)世界性難題，中國(guó)作為世界上第一大磷肥生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是第一大磷石膏副產(chǎn)國(guó)，因此對(duì)磷石膏的綜合利用尤為迫切。
目前磷石膏少量用于生產(chǎn)水泥、硫酸、土壤改良等，而大量用于生產(chǎn)建筑材料。利用方法是將磷石膏用水洗滌、加入外加劑、進(jìn)行分離、干燥，再經(jīng)高謝段燒，脫除游離7M口部分結(jié)晶水，制得e半水石膏(CaSO4'0.5H2O)，經(jīng)粉磨制得建筑石膏粉，再生產(chǎn)各種石膏制品。禾,煅燒工藝生產(chǎn)建筑石膏是目前社會(huì)上^ffl較多的一種方法，但是，這種方法存在諸多不容忽視的問(wèn)題，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下
1、 產(chǎn)品質(zhì)量較差 一是抗折、抗壓強(qiáng)度低，不能完全滿足制品對(duì)強(qiáng)度的要求；二是耐水性差、軟化系數(shù)低，如用于淋水和潮濕環(huán)境會(huì)造成建筑安全隱患；三是初凝時(shí)間過(guò)短，給施工帶來(lái)不便，如加入緩凝劑則會(huì)增加成本、降低強(qiáng)度。
2、 浪費(fèi)能源用煅燒法生產(chǎn)每噸建筑石膏粉需標(biāo)煤約60kg，按年產(chǎn)10萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)，共需耗煤約6000噸,耗資約400萬(wàn)元，增大了生產(chǎn)成本、降低了經(jīng)濟(jì)效益。
3、 造成二次污煤燃燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量C02和S02酸性氣體。按年產(chǎn)10萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)，將產(chǎn)生C02約14000噸，產(chǎn)生S02約2000噸，幾乎所有煅 燒企業(yè)沒(méi)有采取治理措施，任其直接排入大氣中。
4、工藝流程較長(zhǎng)、設(shè)備復(fù)雜、投資大、投產(chǎn)慢、效益低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述煅燒工藝存在的問(wèn)題，提供一種無(wú)需煅燒、能夠 提高強(qiáng)度、增強(qiáng)防水、節(jié)約能源、減少投資、快速投產(chǎn)、增加效益和保護(hù)環(huán)境 的改性磷石膏粉及其制品。
其技術(shù)方案是 一種改性磷石膏粉，其特征在于其原料組分及其重量份
磷石膏70-75，轉(zhuǎn)晶劑1-5，活化劑20-25;所述轉(zhuǎn)晶劑為硫酸鋁、硫酸鐵和硫 酸鈉中的一種或兩種以上；所述活化劑為礦渣、水泥、生石灰、砜渣和高鋁土 中的一種或兩種以上。 其制備方法是
1) 將轉(zhuǎn)晶劑的原料成分溶解于水中，配制成水溶液；
2) 將活化劑的原料成分分別磨成0. 08mm的粉體后混合；
3) 將已結(jié)塊成團(tuán)的磷石膏打散至最大粒徑不大于5mm;
4) 將上述的磷石膏、活化劑、轉(zhuǎn)晶劑水溶液依次加入輪碾混合機(jī)中，充 分碾壓混合后，熟化24小時(shí)左右，檢測(cè)游離水不大于3%時(shí)，投入磨粉機(jī)中， 控制細(xì)度為0. 08mm，即得改性磷石膏粉。
利用本發(fā)明的改性石膏粉為主要原料，可以生產(chǎn)實(shí)心磚和輕質(zhì)隔墻條板等 各種建材制品。
其技術(shù)效果是本發(fā)明的改性磷石膏粉做凈漿條塊(40X40X160mm)，經(jīng) 濕熱養(yǎng)護(hù)3天和28天，其抗折強(qiáng)度分別為3. 0-3. 1 MPa和6. 2-6. 6MPa,抗壓 強(qiáng)度分別為17. 4-17. 9MPa和26. 90-27. 7MPa,軟化系數(shù)為0. 88-0. 90。證明改 性磷石膏粉的質(zhì)量大大超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB97.76-88《建筑石膏粉》規(guī)定的指標(biāo)， 即優(yōu)級(jí)品抗折強(qiáng)度2.5MPa，抗壓強(qiáng)度4.9MPa，軟化系數(shù)0. 6的規(guī)定指標(biāo)。
利用本發(fā)明的改性磷石膏粉與粉煤灰渣、碎石屑混合，加水碾壓生產(chǎn)的實(shí) 心磚(240XU5X53mm)，密度等級(jí)為B級(jí)，1620kg/m3，抗壓強(qiáng)度18. 6MPa， 為MU15承重磚，15次凍融循環(huán)質(zhì)量損失6. 2%，抗壓損失10. 7%，軟化系數(shù)0. 87。 各項(xiàng)指標(biāo)完全符合GB/T2U44-2007《混凝土實(shí)心磚》的標(biāo)準(zhǔn)。石膏粉與粉煤灰渣、陶砂混合，加水?dāng)嚢枭a(chǎn)的輕
質(zhì)隔墻條板(2800X600X90mm)，面密度68kg/m2，抗沖擊性5次無(wú)損壞，抗彎 曲試驗(yàn)自重1.5倍無(wú)損壞，抗壓強(qiáng)度5. lMPa，軟化系數(shù)0.82，各項(xiàng)指標(biāo)完全符 合JG/T169-2005《建筑隔墻用輕質(zhì)條板》的標(biāo)準(zhǔn)。
與現(xiàn)有煅燒工藝技術(shù)相比(以10萬(wàn)噸/年建筑石膏粉作比較)，其經(jīng)濟(jì)效益 也十分顯著-
1、 煅燒工藝設(shè)備投資約為500萬(wàn)元，而改性工藝設(shè)備約200萬(wàn)元，節(jié)約 資金300萬(wàn)元，節(jié)約率60%。
2、 煅燒工藝生產(chǎn)成本約140元，改性工藝生產(chǎn)成本約90元，成本降低 35.7%，每年增加收入500萬(wàn)元。
3、 煅燒工藝每年耗煤約6000噸，耗資約400萬(wàn)元；而改性工藝不需耗煤。 綜上所述，利用改性工藝生產(chǎn)改性磷石膏粉可同時(shí)取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益、
社會(huì)效益和環(huán)境效益，符合國(guó)家節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展
的基本國(guó)策。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l。改性磷石膏粉的制備。
制備轉(zhuǎn)晶劑溶液取硫酸鋁0.7kg，硫酸鐵0.3kg，投入4kg的水中，制成 水溶液，備用。
制備活化劑粉體取CaO含量^8096的生石灰10kg、礬渣5kg、 A1203》 7(Fo的高鋁土9kg，將三種原料加入磨機(jī)中研磨，控制細(xì)度為0.08mm，方孔篩篩 余量不大于10%，備用。
生產(chǎn)改性磷石膏粉取打散的、粒徑不大于5mm的磷石膏75kg，投入輪 碾混合機(jī)中，再依次投入上述的活化劑粉體和轉(zhuǎn)晶劑溶液，經(jīng)充分碾壓混合，制 得改性磷石膏；將改性磷石膏送入庫(kù)房封#熟化24小時(shí)左右，檢測(cè)游離水不大 于3%時(shí)即可出庫(kù)；將出庫(kù)的改性磷石膏加入磨粉機(jī)中，控制細(xì)度為0.08mm方 孔篩篩余量不大于10%，即得改性建筑石膏粉。
實(shí)施例2。改性磷石膏粉的制備。
制備轉(zhuǎn)晶劑溶液取硫酸鋁lkg，硫酸鐵0.5kg,硫酸鈉0.5kg，投入4kg 的水中，制成水溶液，備用。
5制備活化劑粉體取CaO含量》80。/。的生石灰9kg、 P042.5以上等級(jí)的 水泥4kg、礬渣7kg、八1203》70%高鋁土 5kg，將四種原料加入磨機(jī)中研磨，控 制細(xì)度為0.08mm，方孔篩篩余量不大于10%，備用。
生產(chǎn)改性磷石膏粉取打散的、粒徑不大于5mm的磷石膏73kg，投入輪 碾混合機(jī)中，再依次投入上述的活化劑粉體^1轉(zhuǎn)晶劑溶液，其生產(chǎn)方法同實(shí)施例 1。
實(shí)施例3 。改性磷石膏粉實(shí)心磚的制備。
將50kg的改性磷石膏粉與25kg的粉煤灰渣、20kg的碎石屑加入輪碾機(jī) 中混合，予混合1分種，加入16kg的水，繼續(xù)輪碾混合5分鐘，將物料用皮帶 輸送機(jī)送入成型機(jī)中，震動(dòng)加壓成型，制成240X115X53mm的實(shí)心磚，成型坯 體用塑膜復(fù)蓋進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)28天后檢測(cè)密度等級(jí)為B級(jí)，1620kg/m3，抗壓強(qiáng) 度18.6Mpa，為麗15承重磚，15次凍融循環(huán)質(zhì)量損失6.2%，抗壓損失10. 7%， 軟化系數(shù)0.87。各項(xiàng)指標(biāo)完全符合GB/T21144-2007《混凝土實(shí)心磚》的標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例4 。改性磷石膏粉輕質(zhì)隔墻條板的制備。
將60kg的陶砂裝入網(wǎng)袋中，浸水30秒后取出與32kg的粉煤灰渣、8kg的 陶砂加入強(qiáng)制混合攪拌機(jī)中攪拌1分鐘，加入15kg的水，繼續(xù)攪拌5分鐘，將 物料用載料車加入成型機(jī)中，經(jīng)螺旋擠壓震動(dòng)成型，制成2800X600X90ran的 輕質(zhì)隔墻條板，成型坯體用塑膜覆蓋進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)28天后檢測(cè)面密度 68kg/m2，抗沖擊性5次無(wú)損壞，抗彎曲試驗(yàn)自重1. 5倍無(wú)損壞，抗壓強(qiáng)度5. lMPa， 軟化系數(shù)0. 82各項(xiàng)指標(biāo)完全符合JG/T169-2005《建筑隔墻用輕質(zhì)條板》的標(biāo) 準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種改性磷石膏粉，其特征在于其原料組分及其重量份磷石膏70-75，轉(zhuǎn)晶劑1-5，活化劑20-25；所述轉(zhuǎn)晶劑為硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸鈉中的一種或兩種以上；所述活化劑為礦渣、水泥、生石灰、礬渣和高鋁土中的一種或兩種以上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性磷石膏粉實(shí)心磚，其特征在于其制備方法1) 將轉(zhuǎn)晶劑的原料成分溶解于水中，配制成水溶液；2) 將活化劑的原料成分分別磨成0. 08mm的粉體后混合；3) 將已結(jié)塊成團(tuán)的磷石膏打散至最大粒徑不大于5mm;4) 將上述的磷石膏、活化劑、轉(zhuǎn)晶劑水溶液依次加入輪碾混合機(jī)中，充 分碾壓混合后，熟化24小時(shí)左右，檢測(cè)游離水不大于3%時(shí)，投入磨粉機(jī)中， 控制細(xì)度為0. 08mm，即得改性磷石膏粉。
3、 一種改性磷石膏粉實(shí)心磚，其特征在于其原料組份及其重量份改性 磷石膏粉50-60，粉煤灰渣20-30，碎石屑15-25。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改性磷石膏粉實(shí)心磚，其特征在于其制備 方法將改性磷石膏、粉煤灰渣、碎石屑加入輪碾機(jī)中混合，予混合l分種后， 加水繼續(xù)輪碾混合5分鐘，將物料用皮帶輸送機(jī)送入成型機(jī)中，經(jīng)震動(dòng)加壓成 型，成型坯體用塑膜復(fù)蓋進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)28天即得。
5、 一種改性磷石膏粉輕質(zhì)隔墻條板，其特征在于其原料組份及其重量份 改性磷石膏粉55-65，粉煤灰渣30-35%，陶砂5-10。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改性磷石膏粉輕質(zhì)隔墻條板，其特征在于 其制備方法將改性磷石膏、粉煤灰渣、陶砂加入混合攪拌機(jī)中攪拌1分鐘， 再加水繼續(xù)攪拌5分鐘，將物料用載料車加入成型機(jī)中，經(jīng)螺旋擠壓震動(dòng)成 型，成型坯體用塑膜覆蓋進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)28'天即得。
全文摘要
改性磷石膏粉及其制品，屬于磷化工或建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。其目的是提供一種無(wú)需煅燒、能提高質(zhì)量、節(jié)約能源、增加效益和保護(hù)環(huán)境的改性磷石膏粉及其制品。其技術(shù)要點(diǎn)是磷石膏70-75，轉(zhuǎn)晶劑1-5，活化劑20-25；所述轉(zhuǎn)晶劑為硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸鈉中的一種或兩種以上；所述活化劑為礦渣、水泥、生石灰、礬渣和高鋁土中的一種或兩種以上；將轉(zhuǎn)晶劑的原料成分配制成水溶液，活化劑的原料混合后磨成粉體，將結(jié)塊的磷石膏打散，然后，投入輪碾混合機(jī)中碾壓混合后，熟化24小時(shí)左右，檢測(cè)游離水不大于3％時(shí)，投入磨粉機(jī)中，控制細(xì)度為0.08mm，即得改性磷石膏粉。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C04B11/00GK101475329SQ200910116180
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者劉寶珠, 杜紹陽(yáng) 申請(qǐng)人:安徽德嘉新型建材有限公司