[发明专利]用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法，具体涉及一种用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法。

背景技术

磷石膏为磷化工制磷酸或磷肥排放的废渣，主要成份是以石膏为主的硫酸盐，含量达78～96%，其次是含有4～22%的石英质SiO₂、可溶性的磷酸盐和氟磷酸盐及不可溶性的磷酸盐、氟磷酸盐和硅铝酸盐矿物，并含有少量的有害的重金属元素如钴、锶、铅、镉等。

新排放的磷石膏为散粒状物料，弃置堆存易扬尘，但在有适量水份作用下可缓慢的石膏重结晶粘结为坚硬的块状物。大量弃置的磷石膏客观上对环境及地下水和土壤造成了较严重的污染和破坏。

当前，磷石膏的研究和应用主要集中在四个方面，其一，是将磷石膏加石灰改性，即加石灰中和固化其中的可溶性磷酸盐和氟磷酸盐，取代天然石膏用作水泥生产的缓凝剂，但应用效果客观上不太理想，实际消耗量很有限；其二，是将磷石膏热处理转化为半水石膏或半水石膏和可溶性无水石膏的复合物，即250～500℃低温热处理建筑石膏粉，用于生产石膏粉及石膏板、石膏砌块等制品，但因磷石膏品位、颜色远不如天然石膏，且含有一定量的有害元素和有害杂质，加之建筑石膏制品耐水差，其实际应用消耗量尚有限；其三，是将磷石膏和石灰、煤渣、粉煤灰混合压制经养护制砖，但因有害杂质和有害元素的影响及需经蒸压养护工艺才能较好的保证砖类制品的体积稳定性，其推广应用不理想；其四，是制硫酸副产水泥，因投资大、硫酸品位偏低、经济性较差，且二次污染大，导致推广应用受阻。

因此，迫切需要一种全新的技术方法，以相对合理的矿物组成的产品开拓市场途径，实现磷石膏的资源化利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单，投资小、经济、环保，所得特种硬石膏胶凝材料用途广，可作为胶凝材料及其替代物的用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法，包括以下步骤：

（1）配料和均化：按重量份，将48～75份磷石膏、8～25份石煤和15～50份废石渣进行配料，经混合粉磨制成80μm筛余质量≤30%的粉料，然后加入8～18份水，经混合均化为塑性物料；

（2）成型：将步骤（1）所得塑性物料采用成型机成型为棒状或块状成型物料；

（3）隧道窑煅烧：将步骤（2）所得成型物料送入隧道窑内，在980～1300℃下，煅烧20～60min，淬冷，即得特种硬石膏熟渣；

（4）特种硬石膏胶凝材料的制备：将步骤（3）所得特种硬石膏熟渣粉磨至80μm筛余质量≤12%的粉料，即得特种硬石膏胶凝材料。

步骤（1）中，所述各原料配比中，以48～75份的磷石膏可提供适量的硫酸钙及磷、氟等元素矿物，以8～25份的石煤（或石煤替代物）可提供煅烧所需的主要热量来源及可供热分解活化反应的硅铝酸盐矿物，以15～50份的废石渣（或废石渣替代物）可提供适量的活性氧化钙及部分可供热分解活化反应的粘土类硅铝酸盐矿物。

步骤（1）中，粉磨后控制80μm的筛余质量≤30%，可为特定的隧道窑煅烧块状物料的充分反应形成水硬性胶凝矿物创造适宜的条件。

步骤（1）中，加8～18份水可解决不同组成、不同塑性的物料的成型特性及便于自然干燥或隧道窑内预热干燥的问题。

进一步，步骤（1）中，按重量份，将50～72份磷石膏、10～20份石煤和20～35份废石渣进行配料，经混合粉磨制成80μm筛余质量≤30%的粉料，然后加入8～18份水，经混合均化为塑性物料。

进一步，步骤（3）中，所述煅烧温度为1180～1280℃，煅烧时间为30～50min。

进一步，步骤（1）中，当磷石膏为含水率15～40wt%的微细颗粒磷石膏（粒径＜1 mm）时，进行两级配料：按重量份，先将8～25份石煤和15～50份废石渣进行第一级配料，经混合粉磨为80μm筛余质量≤30%的粉料，再将25～52份所得粉料与48～75份磷石膏进行第二级配料，经辗混均化为塑性物料。针对新鲜磷石膏颗粒微细的特点，对新鲜磷石膏进行二级配料、干湿辗混均化，可节省大量的烘干能耗和粉磨能耗。