一種用磷石膏基膠凝材料固化黃磷爐渣生產免燒磚的方法技術

本發明專利技術是一種用磷石膏基膠凝材料固化黃磷爐渣生產免燒磚的方法。１）原料和配方：①磷石膏膠凝材料：磷石膏４０～６０份，黃磷爐渣０～３０份，粉煤灰０～３０份，高爐渣０～５份，生石灰１０～１５份，電石渣０～１０份。②免燒磚坯體原料：磷石膏膠凝材料１００份，黃磷爐渣原料１５０～３００份，活化劑２～４份，助劑０．２～１份，水１０～４０份。２）制備：經原料處理、添加劑混合溶液、磚坯料的制備、成型養護制成。本發明專利技術生產過程中不添加任何有機物，完全避免了有機材料降解、添加劑釋放、殘留物揮發造成的有毒物污染問題，具有成本低，物理性能好，生產效率高，節約了能耗，無環境污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及建筑材料制備
，具體地說是一種用磷石膏基膠凝材料固化 黃磷爐渣生產免燒磚的方法。
技術介紹
磷石膏是高濃度磷肥生產過程產生的固體廢棄物，據不完全統計，目前國內堆存的磷 石膏渣達到l億多噸，每年還要新產生3000萬噸的磷石膏渣，除去綜合利用的約10%， 其余仍以堆放處理為主。隨著高濃度磷復肥產量的增加，原料磷礦品位的降低，磷石膏渣 的產生量將越來越大，預計到2010年全國磷石膏渣的產生量將達到5000萬噸。其所產生 的環境污染、占用土地的壓力越來越大，必將嚴重制約磷肥企業的可持續發展。綜合國內外在磷石膏綜合利用方面的經驗，墻體材料是磷石膏利用的有效途徑。這是 因為墻體磚的市場潛力很大，可以大量消化磷石膏，能減輕磷肥企業的環境壓力；二是 目前國家大力推廣新型墻體材料，"限粘禁實"墻改政策已經丌始逐歩落實。磷石膏的治理和利用問題是一個世界性的難題，中國作為世界上第一大磷石膏副產 國，磷石膏的治理問題尤為迫切。近年來，我國磷肥企業在磷石膏綜合利用方面進行了積極的探索，積累了一些經驗，取得了一些成績。其中較有代表性的技術有磷石膏聯產硫 酸和水泥；磷石膏生產建筑石膏；磷石膏生產建筑砌塊和水泥緩凝劑；磷石膏、氯化鉀通 過復分解反應生產硫酸鉀；磷石膏聯產硫銨和碳酸鈣；磷石膏用于筑路；磷石膏用作土壤 改良劑。這些方法推動了我國磷石膏資源化的技術進歩，但尚不能滿足磷石膏數量巨大、亟待 處理的迫切需要。因此，把磷石膏制成新型建筑材料，既能解決磷石膏的綜合利用問題， 減輕磷復肥企業的環境壓力，又能為建筑業提供新的建材品種，對于實施循環經濟和節能 減排戰略目標的實現具有重要意義。黃磷爐渣是電爐黃磷生產過程中的固體廢棄物。爐渣產量與磷礦品位有關， 一般情況 下，每生產1噸黃磷，需要產生8 12噸磷渣。我國的黃磷產量估計為50萬噸，則磷渣 產量在400 600萬噸之間。磷渣的綜合利用研究文獻較多，大致歸納如下以石灰為堿 激發劑，粉煤灰為活性材料，經高壓蒸養生產免燒磚；用作水泥生料；生產磷渣水泥；生產微晶玻璃；利用其二氧化硅高和反應活性好的特點生產白碳黒；用作硅灰石原料；用作 陶瓷生產的配料；經簡單粉磨后用作土壤改良劑。水泥基和墻體材料是目前磷渣利用的主 要方式，開發磷渣利用率高，生產成本低，應用前景廣闊的磷渣利用技術，將是今后的發 展方向。與其它行業相比，磷化工產業固體廢棄物具有品種多、組成復雜多變、產量大、分布 廣、環境污染隱患更為嚴重的特點，盡管針對單一的固體廢渣已經產生了一些資源化技術， 如磷石膏制硫酸聯產水泥、石膏建材、肥料、水泥緩凝劑；磷渣作為水泥配料、混凝土礦 物摻合料。磷化工產業固體廢棄物的特點一方面決定了資源化利用的難度大，但同時又為 綜合利用提供了較好的物質條件。因為，單一的固體廢棄物性質決定了它在工程上的應用 是十分有限的，并且難以滿足工程實踐對材料多方面性能的要求，而把不同廢棄物進行合 理組合，就能發揮各自的優勢性能，彌補彼此的不足，從而起到優勢疊加、廢物增值的作 用。專利CN1336345利用黃磷廢渣制作建筑材料的方法涉及標磚和灰沙的制作方法，特 別是一種利用黃磷廢渣制作建筑材料的方法，將黃磷廢渣粉碎成20%粉狀，按比例磷渣5:水泥0.5 :石灰0.2 :煙灰粉0.2配料，加水攪拌，機壓成標磚；按比例磷渣7 :水泥 0.3 :石灰0.4 :粘土 0.85配料，攪拌成灰沙，該專利技術制作的建筑材料受壓強度高，保溫、隔熱好，制造成本低，能將廢物利用，保護環境，適用于標磚、灰沙和多孔空芯磚等的制 作。專利CN101372411利用黃磷廢渣制作的建筑材料及其制備方法提供了利用黃磷廢 渣制作的建筑材料及其制備方法，該建筑材料包括普通建筑砌塊和輕質建筑砌塊，所述普 通建筑砌塊使用黃磷廢渣、粉體和水泥經機械成型、保養制備而成，其中粉體可以是經粉 碎的建筑垃圾、磷渣、爐渣中的一種；所述輕質建筑砌塊是由黃磷廢渣、經粉碎的塑料泡 沫和水泥制備而成。該專利技術減少了原料的種類，使利用黃磷廢渣生產建筑材料不再受原料 種類和地域的限制，并且本專利技術的建筑材料的各項性能指標均優于現有技術生產的建筑材 料。專利CN101445355利用工業廢渣生產的建筑材料公開了 一種利用工業廢渣生產的 建筑材料。目的在于提供一種具有輕質、隔音、隔熱、低成本、防火，制品密實、硬度高 等優點的建筑材料，同時解決磷礦渣、磷石膏占用土地和污染環境的問題。通過以下技術 方案來實現將磷礦渣、磷石膏作為生產原料用于生產建筑材料，其配方按重量份數計為磷礦渣占35-65份，磷石膏占10-40份，石灰占5-15份，水泥占15-28份，輕集料0.1-0.4 份，水玻璃占0.02-0.05份，減水劑占0.01-0.05份，緩凝劑占0-0.004份，早強劑占0-0.005 份，消泡劑占0-0.008份，按配方稱量后加入攪拌器中，按照4 : 10的水料比供水攪拌均 勻，澆注到模具里，成型自然風干即可。根據用途，采用不同結構的模具進行澆注成型， 可以生產建筑用墻板、護欄裝飾柱、門窗套、花瓶柱等建筑材料。專利CN1051719 —種新型磷石膏膠結料及其生產方法和應用 一種可以用來生產建 筑材料制品的新型磷石膏膠結料。該膠結料的生產方法是將磷石膏炒制成半水石膏，按照 一定配合比加入鋼渣并送入磨機內磨細而制得。這種膠結料具有較高的強度和良好的防水 性能，配料中加入不同的骨料或纖維可生產磚、波瓦、砌塊、板材等建筑制品。可普遍應 用于建筑工程上。專利CN101219881 —種磷石膏復合材料是一種磷石膏復合材料。是以磷石膏和脲醛 樹脂為主輔以酚醛樹脂，核桃殼，聚丙烯酰胺，粉煤灰，混合攪拌后按產品所需工藝(模壓、 澆注、擠壓、纏繞等)室溫或加熱成型。這種磷石膏復合材料制作簡單易行，成本低，節省 能耗，產品強度高，耐候性好，耐水，防火，質輕，具有一定的保溫隔音功能；甲醛釋放 量低，可達到國家El標準；復合性能好，可以與有機和無機纖維及有機和無機輕質材料 復合。這種磷石膏復合材料可以作為建筑材料、家具，工藝品，包裝材料等，具有廣泛用 途。磷石膏是工業生產磷酸、磷肥過程中產生的廢料，屬危險固體廢棄物，該專利技術為磷石 膏的利用找到了一條新路。綜合已有的文獻，不難看出在黃磷爐渣生產建筑材料方面，其主要膠凝材料為水泥， 其余如石灰、粉煤灰、粘土等作為改性劑或塑性材料；在磷石膏制備膠凝材料或復合材料 方面，是通過磷石膏脫水得半水石膏或用高分子材料作為粘結劑。不用水泥、不用高分子 材料，用磷石膏膠凝材料固化黃磷爐渣，在接近常溫條件下生產免燒磚尚未見文獻報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供， 其制品具有強度高，軟化系數低，吸水率低，抗濕熱交替能力好，抗凍無膨脹等特點，同 時具有廢物利用、保護環境、降低能耗的效果。本專利技術以黃磷爐爐渣為主要原料，以磷石膏膠凝材料為固化劑，配以添加劑，經配料、 攪拌混合、成型、養護等工序生產免燒磚，按以下歩驟進行1、原料和配方1) 原料:第一類為磷石膏膠凝材料原料，主體原料為磷石膏，其它輔助原料包括黃磷 爐渣、高爐渣、粉煤灰、煅燒尾礦、煅燒煤矸石、煅燒赤泥生石灰、電石渣中的一種或幾 種，在產生過程中經過了高溫煅燒或熔融的工業廢渣；第二類為增強材料，即電爐法黃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用磷石膏基膠凝材料固化黃磷爐渣生產免燒磚的方法，其特征在于按以下制備：　１）原料和配方：　①磷石膏膠凝材料：磷石膏４０～６０份，黃磷爐渣０～３０份，粉煤灰０～３０份，高爐渣０～５份，生石灰１０～１５份，電石渣０～１０份。　 　②免燒磚坯體原料：磷石膏膠凝材料１００份，黃磷爐渣原料１５０～３００份，活化劑２～４份，助劑０．２～１份，水１０～４０份，均為質量份；活化劑包括水玻璃、純堿、燒堿的一種或幾種；助劑包括木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、腐植酸鈉、硼砂、磷酸鈉、 氟硅酸鈣和氟硅酸鈉中的一種或幾種；　２）制備：　（１）原料處理：膠凝材料原料粉體制備：將除磷石膏以外的膠凝材料原料干燥至含水率小于５％以下、按配方計量后同時加入活化劑、助劑的非水溶性物質球磨成粒度為小于０．０８ｍｍ占９５％以上的 粉體，磷石膏則在磚坯物料配料時加入；增強材料黃磷爐渣的制備：將黃磷爐渣原料破碎、篩分處理成為５ｍｍ方孔篩篩余量小于１０％，０．６ｍｍ方孔篩篩余量大于９０％的粗顆粒料；　（２）添加劑混合溶液：添加劑除按上述方法與膠凝材料粉體共混粉磨外， 其余添加劑所包含的活化劑和助劑中的水溶性物質按配方要求經計量后共溶于水溶液中；　（３）磚坯料的制備：經計量的磷石膏、磷石膏膠凝材料粉體、黃磷爐渣、添加劑水溶液依次加入攪拌機中，攪拌時間為３～４ｍｉｎ；　（４）成型：混合料經全自動 砌塊成型機成型；　（５）養護：成型生坯經碼垛機碼垛后送入常壓蒸養室養護，預升溫時間為４ｈ，正常養護時間為８～１０ｈ，養護溫度為８０～１００）℃，待溫度低于５０℃后將成品轉移至產品堆場。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏舉佩，張召述，王雪，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：53[中國|云南]