專利名稱：磷渣活化改性劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣利用新技術中的一種組合物，特別是涉及工業(yè)電爐煉磷廢渣-磷渣利用新技術中的一種可有效消除磷渣緩凝、緩強并具有對磷渣催化活化、助磨作用的組合物。
背景技術：
我國磷礦資源豐富，已成為亞洲最大的磷化工業(yè)生產基地，如貴州、云南、湖北、四川等地磷化工規(guī)模及發(fā)展?jié)摿薮?，隨之而來的是磷渣年排量達百萬噸。盡管磷渣含有大量的硅酸鈣、鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣等礦物質，是一種非常有價值的工業(yè)廢渣資源，國內外科技人員開展過大量的應用研究，但由于其緩凝、緩強作用非常顯著，所以至今仍然是有效利用量非常有限，僅少量用作水泥廠生料配料，少量低摻量作水泥混合料，部分用作鋪路填基，大量的磷渣仍需不斷尋找場地堆埋，成為一種工業(yè)垃圾，占用了寶貴的土地，污染了環(huán)境，浪費了可貴的資源。從資料檢索及國內外實際應用情況來看，目前尚無其它有效技術可以解決磷渣的緩凝、緩強作用。而今天，隨著經濟的發(fā)展，社會的進步，環(huán)境保護與節(jié)能降耗已成為人們更為關注的焦點。因此，如何大規(guī)模有效利用可貴磷渣資源，消除環(huán)境染污，變廢為寶，已成為影響磷化工業(yè)及建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的大問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是消除磷渣的緩凝、緩強作用，有效利用磷渣中的硅酸鈣、鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣等膠凝礦物，將磷渣轉化為優(yōu)質膠凝材料，大規(guī)模有效利用磷渣，低成本的生產優(yōu)質水泥和建材制品，達到變廢為寶、保護環(huán)境、節(jié)能降耗，提高企業(yè)經濟效益的目的。
本發(fā)明采用的技術方案是這種磷渣活化改性劑以沉淀劑為主要成份，將沉淀劑粉碎成粉狀或粒狀制備而成，在磷渣中加入沉淀劑混勻，將磷渣中的緩凝組份轉化為難溶性沉淀，成為填料組份。
上述的沉淀劑可選下述組份中一種或幾種配伍鈣的氧化物、鈣的氫氧化物、鈣的氯化物、鈣的硝酸鹽、鎂的氧化物、鎂的氫氧化物、鎂的氯化物、鎂的硝酸鹽、鋇的氧化物、鋇的氫氧化物、鋇的氯化物、鋇的硝酸鹽。如生石灰、熟石灰、石灰渣、電石渣等。
上述的磷渣活化改性劑以沉淀劑為主要成份，還可依其功能要求添加填料或添加填料和催化活化劑或添加填料、催化活化劑和助磨劑。如A類磷渣活化改性劑由沉淀劑或沉淀劑添加填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑15-100％，填料0-85％。
B類磷渣活化改性劑由沉淀劑添加催化活化劑、填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑20-80％，催化活化劑10-60％，填料0-80％。
C類磷渣活化改性劑由沉淀劑添加催化活化劑、助磨劑、填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑20-80％，催化活化劑10-60％，助磨劑0.3-10％，填料0-70％。
上述組份中的催化活化劑可選用紅礬、明礬、枯礬、水玻璃、氯鹽、硫氰酸鹽、氟硅酸鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種配伍，如硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸亞鐵、氯化鈣、氯化鋁、氯化鈉、氯化銨、氯化亞錫、氯化鉀、明礬等等的一種或幾種配伍。
上述組份中的助磨劑可選用含OH-、COOH-、-SO3-、-NH2等基團的表面活性劑，如多聚羧酸銨鹽、丙烯酸共聚物銨鹽、羧化丙烯酸共聚物、鈦酸酯、工業(yè)萘和甲基萘磺酸鹽及其甲醛聚合物、多環(huán)芳基磺酸鹽及其甲醛聚合物、木鈣、纖維素、密胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、二甘醇、辛醇等中的一種或幾種配伍。
上述組份中的填料或載體可選用粉煤灰、膨潤土、凹凸棒粉、硅粉、礦渣粉、右灰渣粉、石粉、煤渣中的一種或幾種。
制備工藝依應用實際的需要，選用上述組份配伍、粉碎，混合均勻或粉碎、粉磨混合均勻，在磨頭加入即可。
本發(fā)明的技術原理1、優(yōu)先考慮磷渣建筑材料資源化適用條件，即其活性組份緩凝、緩強組份和填充組份、常溫活化環(huán)境、催化活化誘導因子和復合條件；2、利用本類組份中的沉淀劑消除磷渣中的緩凝、緩強作用，將本類組合物與磷渣或與磷渣熟料等一起配料、粉磨、其中的沉淀劑組份均勻分布于粉磨后的微細顆粒中(如改性磷渣粉或水泥)，當改性磷渣粉或水泥遇水后，沉淀劑迅速與磷渣中的緩凝組份發(fā)生化學反應生成難溶性沉淀，轉化為填充成分。(典型反應如)，從而在水泥水化誘導期消除緩凝組份對水泥等礦物的吸附、屏蔽緩凝作用，且反應剩余的沉淀劑組份對磷渣可起到一定的活化作用。
3、B類磷渣活化改性劑輔之以強化催化活化技術，促進硅、鋁、鐵、鈣等的水化活性反應，利用其中配伍的催化活化劑組分來激活或加速磷渣顆粒中的潛在活性組份，使其在要求的時間內發(fā)揮出應有的膠凝強度。
4、C類磷渣活化改性劑，利用本發(fā)明中的高分子表面活性劑基團中和粉磨介質靜電，消除粉磨物料微裂縫能及其分散阻粘作用以提高粉磨效率，有效降低電耗。
本發(fā)明的優(yōu)點和顯著效果1、利用化學反應迅速將緩凝組份轉化為無吸附、屏蔽、緩凝作用的填料，有效消除磷渣的緩凝、緩強作用，具有低成本、實用可靠的優(yōu)點；2、有效發(fā)揮磷渣中的膠凝組份，在水泥中可大摻量使用磷渣(摻量可達80％)，低成本生產優(yōu)質水泥，亦可將磷渣粉磨成優(yōu)質礦渣粉，供應砼攪拌站及工地，還可作為無熟料水泥，為磷渣的大規(guī)模利用提供了可靠技術保證；3、良好的助磨作用，可降低粉磨電耗15-30％；4、采用本發(fā)明生產的磷渣水泥具有凝結時間正常、早期強度高、后期強度穩(wěn)定增長、水化熱低、施工性好、耐久性及耐腐蝕性能優(yōu)于同標號一般水泥的特點，且水泥安定性得以顯著改善。利用本技術生產的磷渣粉應用性能優(yōu)于普通礦渣粉，利用磷渣生產的少熟料或無熟料水泥均有良好的物理力學性能；5、對各類砼外加劑適用性好。
本發(fā)明的試驗實例及應用效果比較如下1、試驗廠家湖北宜昌地區(qū)某粉磨站Φ3.0×11.0磨磨制渣粉，利用熟料粉與渣粉配制32.5Mpa和42.5Mpa水泥供應民用工程及葛洲壩工程，渣粉的配比為磷渣50％，煤渣、干排粉40％，石膏及石灰石10％。采用本發(fā)明技術前，32.5Mpa的水泥配比為熟料粉60％，渣粉40％，初凝時間約8小時，緩凝時間約11小時，3d強度10-12Mpa，28d強度28-36Mpa，用戶反應凝結時間過長，早期強度太低。采用本發(fā)明技術后，32.5Mpa級水泥配比為熟料粉46％，渣粉54％，初凝時間約3小時，緩凝時間約4小時，3d強度16-18Mpa，28d強度≥34Mpa。
2、試驗廠家湖北宜昌地區(qū)某水泥廠Φ2.2×65m水泥圈流磨生產32.5Mpa水泥未采用本發(fā)明技術前，熟料用量83％，磷渣摻量14％，石膏3％，磨機產量13T/h，細度4-7％，初凝時間615，終凝時間830，3d強度12-15Mpa，28d強度20-38Mpa，采用本發(fā)明技術后，磷渣摻量35％，磨機產量17T/h，細度＜4％，初凝時間245，終凝時間350，3d強度17-20Mpa，28d強度≥35Mpa。
具體實施例方式實施例1選用沉淀劑生石灰、電石渣作為本發(fā)明的組份，由錘式粉碎機粉碎，混合均勻，即制備成本發(fā)明磷渣活化改性劑，使用時，在磷渣中加入該磷渣活化改性劑由球磨機粉磨混合均勻后作為水泥的摻量，投入使用，有效消除磷渣緩凝、緩強現象。
實施例2，選用30％的石灰渣、20％的電石渣作為沉淀劑，再選用50％的煤渣作為填料，由球磨機粉磨混合均勻，在磨頭加入即可，即制成本發(fā)明的A類磷渣活化改性劑。
實施例3，選用30％的熟石灰作沉淀劑，再選用20％的硫酸鈉、10％的氯化鈣作為催化活化劑，選用40％的粉煤灰作為填粉，粉碎，混合均勻，即制成本發(fā)明B類磷渣活化改性劑。
實施例4，選用40％的生石灰作沉淀劑，選用30％的明礬作催化活化劑，選用10％的木鈣、纖維素作助磨劑，選用20％的膨潤土作填料，將上述組份在雷蒙磨內進行粉磨，混合均勻，即制成本發(fā)明的C磷渣活化改性劑。使用時，加入磷渣粉內混勻，將磷渣中的緩凝、緩強組份轉化為難溶性沉淀，成為填料生產優(yōu)質水泥或建材制品。
權利要求
1.一種磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，將沉淀劑粉碎成粉狀或粒狀制備而成，在磷渣中加入沉淀劑混勻，將磷渣中的緩凝組份轉化為難溶性沉淀，成為填料組份。
2.根據權利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于沉淀劑可選用下述組份中一種或幾種配伍鈣的氧化物、鈣的氫氧化物、鈣的氯化物、鈣的硝酸鹽、鎂的氧化物、鎂的氫氧化物、鎂的氯化物、鎂的硝酸鹽、鋇的氧化物、鋇的氫氧化物、鋇的氯化物、鋇的硝酸鹽。
3.根據權利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料。
4.根據權利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料和催化活化劑。
5.根據權利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料、催化活化劑和助磨劑。
6.根據權利要求3或4或5所述的磷渣活化改性劑，其特征在于所述的填料可選用粉煤灰、膨潤土、凹凸棒粉、硅粉、礦渣粉、石灰渣粉、石粉、煤渣中的一種或幾種配伍。
7.根據權利要求4或5所述的磷渣活化改性劑，其特征在于所述催化活化劑可選用紅礬、明礬、枯礬、水玻璃、氯鹽、硫氰酸鹽、氟硅酸鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種配伍，硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸亞鐵、氯化鈣、氯化鋁、氯化鈉、氯化銨、氯化亞錫、氯化鉀、明礬的一種或幾種配伍。
8.根據權利要求5所述的磷渣活化改性劑， 其特征在于所述的助磨劑可選用含OH-、COOH-、-SO3-、-NH2等基團的表面活性劑，多聚羧酸銨鹽、丙烯酸共聚物銨鹽、羧化丙烯酸共聚物、鈦酸酯、工業(yè)萘和甲基萘磺酸鹽及其甲醛聚合物、多環(huán)芳基磺酸鹽及其甲醛聚合物、木鈣、纖維素、密胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、二甘醇、辛醇中的一種或幾種配伍。
全文摘要
一種磷渣活化改性劑，選用鈣、鎂、鋇的氧化物、氫氧化物、氯化物、硝酸鹽中的一種或幾種配伍，作為沉淀劑，粉碎制備而成，在磷渣中加入沉淀劑，混勻，將磷渣中的緩凝組份轉化為難溶性沉淀，成為填料組份。有效消除磷渣的緩凝、緩強作用。為我國大規(guī)模利用磷渣、低成本生產優(yōu)質水泥和建材制品變廢為寶、保護環(huán)境、節(jié)能降耗、改善企業(yè)經濟效益提供了一種新方法、新填料。
文檔編號B09B3/00GK1457937SQ0211413
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月16日 優(yōu)先權日2002年5月16日
發(fā)明者尹小林 申請人:尹小林