[发明专利]一种利用磷石膏制备保温节能复合相变储能石膏板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用磷化工的副产物磷石（固废）和黄磷渣制备一种轻质保温节能相变储能石膏板的方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废渣，其主要成分为CaSO₄·2H₂0，通常每生产1t（P₂O₅计）磷酸将产生5t左右的磷石膏。目前随着国内对磷酸铵和高浓度磷复合肥需求的不断增长，促进了湿法磷酸工业的发展，由此也产生了大量磷石膏，每年新增磷石膏在1000万t以上。

我国磷石膏的应用研究起步较晚，目前主要应用于建材、化工、化肥、农业等行业。但由于利用水平较为低下，相当数量的磷石膏还是采取直接堆放的形式进行处置，不但占用了大量的土地，给生产企业带来了沉重负担，同时也带来了较大的环境污染。因此，磷石膏的资源化利用已成为磷肥行业实现可持续发展的关键。

世界许多国家也曾做了大量研究，从目前在工业和农业以及建筑材料方面的应用看，效果均不甚理想，存在着方方面面的问题。目前，发达国家在磷石膏综合利用方面已涉及到多个行业，其中主要用于制作建筑材料（石膏胶凝材料）、生产水泥缓凝剂、制取硫酸钙、制硫酸联产水泥、土壤改良剂以及作为化工原料等。磷石膏的综合利用率不到10%，磷石膏的处理、处置及综合利用已成为的世界难题。

黄磷渣是电炉法生产黄磷过程中排放的工业废渣，一般在炉前经水淬处理为颗粒物，通常为灰白色，呈中性，具有多孔结构，多为玻璃体，有较好的活性，主要成分是非结晶假硅灰石，除含大量SiO₂和CaO外，还含有F、Al₂O₃、P₂O₅、MgO、Fe₂O₃及少量的K₂O、MnO、Na₂O等化学成分。电炉制磷需要磷矿石为原料，因各地磷矿石品位不同，其中组分的差异常常会导致黄磷渣中SiO₂、CaO、F、Al₂O₃等化学成分的含量不同。每生产1t黄磷大约要排放8～10t废渣，据不完全统计，世界上黄磷渣的排放量为1078～1300万t/a，如此大的排放量除小部分再生利用外大部分都露天堆放，既占用了大片土地，污染了环境，又对人类健康造成了危害。

近年来随着采暖和空调用能的急剧增长，建筑节能问题和电力负荷峰谷差持续加大问题已经受到各国政府和业界专家的广泛重视。在这种背景下如何利用相变蓄热技术节省建筑运行能耗、对电力供应进行“削峰填谷”成了研究热点。在储能技术的研究中，相变储能材料因其具有储能密度大、储能能力大、温度恒定、过程易控制、可以多次重复使用等优点，成为最具发展潜力、目前应用最多和最重要的材料。

利用相变材料的相变潜热进行蓄热或蓄冷，温度变化小、储能密度大，在普通建筑材料中加入较大比例的相变材料，可制成具有较高热容、蓄热性能较好的相变储能建筑材料，这种储能材料通过其中的相变物质实现热能的储存和释放。对于解决能量供给和需求失配矛盾、提高能源利用效率等问题都具有重要作用，在建筑节能、太阳能利用、工业余热和废热回收等领域有着广阔的应用前景。

迄今为止，尚未见到利用磷石膏制备保温节能复合相变储能石膏板的方法的发明专利、研究文献报道。

相变储能材料包括无机物和有机物两大类，实际应用过程采用最多的是有机相变材料，但有机相变材料在使用时存在流失、腐蚀、溢出等现象，为解决这些问题，必须对相变材料进行封装。目前，对相变储能材料进行的封装主要分为两种：定形化、微囊化。公开号为CN101050354A的专利采用将海藻酸钠溶液与液态相变储能石蜡混合后采用膜孔法包封成微囊。公开号为CN1695788的专利采用乳液核壳聚合制备微胶囊。这些方法在相变微囊制备过程中存在微胶囊可控性小、反应条件复杂、生产连续化程度低等问题。