一種磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工建材領(lǐng)域，具體涉及一種磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷石膏是磷復(fù)肥企業(yè)以磷礦和硫酸為原料生產(chǎn)磷酸時(shí)的主要工業(yè)副產(chǎn)物，濕法磷 酸生產(chǎn)工藝都是通過硫酸分解磷礦粉生產(chǎn)萃取漿料，然后過濾制得磷酸，過濾洗滌的過程 中產(chǎn)生磷石膏廢棄物。
[0003] 隨著磷銨工業(yè)和高濃度磷復(fù)肥的發(fā)展，磷石膏的排放量逐年增加，目前全球每年 新增磷石膏排放量達(dá)2. 8億噸，中國約5000萬噸，占世界磷石膏年排放量的20%。大量的磷 石膏堆放，不僅占用土地資源，給企業(yè)增加巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染， 長期以來我國磷石膏沒有得到很好應(yīng)用，利用率僅為10%，年利用量僅為400-500萬噸，磷 石膏的排放問題已成為制約磷肥生產(chǎn)的重要因素，因此，開發(fā)一種實(shí)用的磷石膏綜合利用 技術(shù)具有重要的意義。
[0004] 面對(duì)迫切的磷石膏資源化再利用的需要，許多以磷石膏為基礎(chǔ)制備建筑材料的技 術(shù)便相應(yīng)而出。
[0005] 如公開號(hào)為CN103274616 A的專利文件公開了一種磷石膏生產(chǎn)磷建筑石膏的方 法，是將工業(yè)廢渣磷石膏經(jīng)氣流干燥機(jī)烘干至含水率小于5 %，再送入蒸汽氣流磨內(nèi)、將工 業(yè)廢渣磷石膏通過蒸汽氣流磨粉磨、脫水后，經(jīng)收塵器收下、冷卻，即制得磷建筑石膏，該方 法以工業(yè)廢物磷石膏為原材料，利用工業(yè)余熱產(chǎn)生的過熱蒸汽為動(dòng)力的蒸汽氣流磨制備磷 建筑石膏，具有原材料廣泛、生產(chǎn)設(shè)備簡單、產(chǎn)量高、成本低、生產(chǎn)趨于大規(guī)?；忍攸c(diǎn)；制 得的磷建筑石膏可用于制備建筑功能砂漿、也可用于生產(chǎn)石膏板材和砌塊，實(shí)用性強(qiáng)。
[0006] 又如公開號(hào)為CN1872765A的專利文件公開了一種利用磷石膏生產(chǎn)建筑石膏粉的 方法，其工藝過程為：將磷石膏廢渣預(yù)均堆場后送入連續(xù)式高效煅燒窯中煅燒，出窯，在自 然條件下陳華7-15天后磨成100-200目粉即成，該方法擺脫了傳統(tǒng)工藝中將磷石膏水洗后 利用的老路子，避免了環(huán)境與水的二次污染，節(jié)約水資源，且能夠生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的石 膏粉。
[0007]同時(shí)也有利用磷石膏制備建筑保溫材料的技術(shù)出現(xiàn)，但是卻沒有看到有關(guān)利用磷 石膏制備建筑材料過程中針對(duì)仿制青石結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案出現(xiàn)。
[0008] 因此本發(fā)明人通過大量的研宄和實(shí)驗(yàn)，利用磷石膏為主要原料，通過加工后在其 表面噴涂與青石紋路相似的油漆或涂料，生產(chǎn)出外觀上與青石相同的建筑材料，作為取代 青石的一種建筑材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu) 建筑材料及其制備方法。
[0010] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0011] -種磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料，它由以下重量份原料組成：磷石膏60-110 份、電解黃磷爐渣30-80份、生石灰2-10份。
[0012] 所述磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料由以下重量份原料組成：磷石膏70-100份、電 解黃磷爐渣40-70份、生石灰4-8份。
[0013] 所述磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料由以下重量份原料組成：磷石膏85份、電解黃 磷爐渣55份、生石灰6份。
[0014] 所述磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料中還含有由石英砂110份、彩砂20份、丙烯酸 乳液18份、水27份、防沉劑2份、水溶性聚氨酯4份、成膜助劑1份、氨水0. 8份組成的具 有青石石紋色彩的涂料。
[0015] 所述憐石霄中CaS04 ? 2H20含量多93%。
[0016] 所述磷石膏中P205含量彡4 %。
[0017] 本發(fā)明還提供了上述磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料的制備方法，該方法包括以下 步驟：
[0018] (1)配料：取磷石膏與生石灰按照質(zhì)量比為14:1的比例中和處理lmin后，放入攪 拌機(jī)中攪拌45s，然后打開攪拌機(jī)，加入電解黃磷爐渣繼續(xù)攪拌50s，得到混合物料，再將混 合物料干燥至游離水< 1%后，放入球磨機(jī)中粉磨35-40min;
[0019] (2)陳化：將步驟⑴中經(jīng)過球磨后的混合物料在150-160°C的溫度下煅燒2h后 進(jìn)行陳化，陳化時(shí)間為32h;
[0020] (3)成型：將陳化后的物料放入振動(dòng)成型機(jī)中，按照所需的形狀振動(dòng)成型；
[0021] (4)蒸壓養(yǎng)護(hù)：將振動(dòng)成型的物料自然養(yǎng)護(hù)4-6d后，進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，采用升溫速度 為10°C/h，控制溫度為100-150°c，壓力為1. 1-1. 4MPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為4-6h;
[0022] (5)磷石膏基材：取出經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)的物料，自然冷卻降溫后即得到磷石膏基材；
[0023](6)干燥：將磷石膏基材放入干燥機(jī)中干燥至含水量<5%即可；
[0024](7)噴涂：取具有青石石紋色彩的涂料，均勻的噴涂在磷石膏基材上，一共噴涂兩 次；
[0025] (8)成品：將噴涂完成的磷石膏基材，放入溫度為40°C的干燥室中，干燥6_8h后即 得到磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料成品。
[0026] 所述混合物料球磨至比表面積為250m2/kg。
[0027] 所述干燥過程中的溫度控制為60-80 °C。
[0028] 所述涂料的噴涂厚度為1. 5-2. 1mm。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案的技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0030] ①由于磷石膏中含有許多雜質(zhì)及有害物質(zhì)，因此本發(fā)明通過加入生石灰來中和磷 石膏中的酸性物質(zhì)，使磷石膏變?yōu)橹行?，使磷石膏中的各種雜質(zhì)除去并降低有害物質(zhì)的含 量，使其成為能夠使用的二次資源，再與電解黃磷爐渣混合后進(jìn)行球磨，通過球磨將磷石膏 中的二水石膏晶體規(guī)則的板狀形貌和均勻尺度進(jìn)行破壞，使其顆粒形貌呈柱狀、板狀、粒狀 等多樣化，以此改善磷石膏的顆粒級(jí)配呈正態(tài)分布。
[0031] ②將經(jīng)過中和與球磨處理的物料進(jìn)行高溫煅燒，能夠有效將其中的P205分解成氣 體或者部分轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的難溶性磷酸鹽類化合物，不需要水洗，避免了水污染的問題，后面 配合陳化使其物理性能得到進(jìn)一步的改善。
[0032] ③對(duì)成型后的物料進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)能夠提高物料的抗凍性、抗裂性，待其養(yǎng)護(hù)完成 后，進(jìn)行干燥即得到高標(biāo)準(zhǔn)的磷石膏基材。
[0033] ④通過噴涂的方式進(jìn)行附色，能夠使制備出來的磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料的 裝飾效果得到巨大的提高，采用兩次噴涂，使得材料的外觀更加精美均勻，且不容易褪色掉 色。
[0034] 總之本磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料具有施工工藝簡單、輕質(zhì)、防水防火性好、抗 壓強(qiáng)度高，抗折強(qiáng)度高、耐候性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且作為室內(nèi)裝飾建材具有良好的裝飾效果，同 時(shí)還消耗了大量磷石膏、減少天然石材的開采，對(duì)保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要 的意義。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
[0036] 圖2是煅燒溫度對(duì)磷石膏強(qiáng)度的影響示意圖
[0037] 圖3是煅燒溫度對(duì)磷石膏軟化系數(shù)的影響示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，但要求保護(hù)的范圍并 不局限于所述。
[0039] 實(shí)施例一
[0040] 配方：磷石膏60kg、電解黃磷爐澄30kg、生石灰2kg、石英砂110kg、彩砂20kg、丙 稀酸乳液18kg、水27kg、防沉劑2kg、水溶性聚氨醋4kg、成膜助劑lkg、氨水0. 8kg。
[0041] 制備方法：
[0042] (1)配料：取磷石膏與生石灰按照質(zhì)量比為14:1的比例中和處理lmin后，放入攪 拌機(jī)中攪拌45s，然后打開攪拌機(jī)，加入電解黃磷爐渣繼續(xù)攪拌50s，得到混合物料，再將混 合物料干燥至游離水< 1%后，放入球磨機(jī)中粉磨35min，球磨至比表面積為250m2/kg;
[0043] (2)陳化：將步驟（1)中經(jīng)過球磨后的混合物料在150°C的溫度下煅燒2h后進(jìn)行 陳化，陳化時(shí)間為32h;
[0044] (3)成型：將陳化后的物料放入振動(dòng)成型機(jī)中，按照所需的形狀振動(dòng)成型；
[0045] (4)蒸壓養(yǎng)護(hù)：將振動(dòng)成型的物料自然養(yǎng)護(hù)4d后，進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，采用升溫速度為 10°C/h，控制溫度為100°C，壓力為1.IMPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為4h;
[0046] (5)磷石膏基材：取出經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)的物料，自然冷卻降溫后即得到磷石膏基材；
[0047] (6)干燥：將磷石膏基材放入干燥機(jī)中，溫度控制為60°C，干燥至含水量< 5%即 可；
[0048] (7)噴涂：先將水與水溶性聚氨酯混合攪拌，再緩慢的加入防沉劑，加速攪拌25s 后緩慢加入丙烯酸乳液、成膜助劑、氨水，攪拌均勻后加入石英砂、彩砂再加速攪拌2min后 即得到具有青石石紋色彩的涂料，將該涂料均勻的噴涂在磷石膏基材上，一共噴涂兩次，噴 涂厚度為1. 5mm ;
[0049](8)成品：將噴涂完成的磷石膏基材，放入溫度為40°C的干燥室中，干燥6h后即得 到磷石膏基仿青石結(jié)構(gòu)建筑材料成品。
[0050] 實(shí)施例二
[0051] 配方：磷石膏110kg、電解黃磷爐澄80kg、生石灰10kg、石英砂110kg、彩砂20kg、 丙稀酸乳液18kg、水27kg、防沉劑2kg、水溶性聚氨醋4kg、成膜助劑lkg、氨水0. 8kg。
[0052] 制備方法：
[0053] (1)配料：取磷石膏與生石灰按照質(zhì)量比為14:1的比例中和處理lmin后，放入攪 拌機(jī)中攪拌45s，然后打開攪拌機(jī)，加入電解黃磷爐渣繼續(xù)攪拌50s，得到混合物料，再將混 合物料干燥至游離水< 1%后，放入球磨機(jī)中粉磨36min，球磨至比表面積為250m2/kg;
[0054] (2)陳化：將步驟（1)中經(jīng)過球磨后的混合物料在152°C的溫度下煅燒2h后進(jìn)行 陳化，陳化時(shí)間為32h;
[0055] (3)成型：將陳化后的物料放入振動(dòng)成型機(jī)中，按照所需的形狀振動(dòng)成型；
[0056] (4)蒸壓養(yǎng)護(hù)：將振動(dòng)成型的物料自然養(yǎng)護(hù)4d后，進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，采用升溫速度為 10°C/h，控制溫度為110°C，壓力為1. 2MPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為4h;
[0057] (5)磷石膏基材：取出經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)的物料，自然冷卻降溫后即得到磷石膏基材；
[0058] (6)干燥：將磷石膏基材放入干燥機(jī)中，溫度控制為65°C，干燥至含水量< 5%即 可；
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