[发明专利]一种利用新鲜磷石膏生产水泥缓凝剂的方法

说明书

本发明提供一种利用新鲜磷石膏生产水泥缓凝剂的方法，将新鲜磷石膏、电石渣分别通过加料斗，计量皮带机剂量后送到1^#原料皮带机、2^#原料皮带机进入回转干燥窑进口；新鲜磷石膏、电石渣的混合物在回转干燥窑内与来自热风炉的热空气充分混合，交换热量，将物料的水份烘干，物料出口温度50℃‑55℃；从回转干燥窑出来的物料经出料皮带机冷却至室温后，与经计量的碱渣通过皮带机送到卧式搅拌机内充分混合，再通过成品皮带机送成品仓库堆存，即可得到水泥缓凝剂。解决了磷石膏做缓凝球需对磷石膏进行水洗的问题，1吨水泥缓凝剂需消耗一次水100公斤。

技术领域

本发明提供一种新鲜磷石膏改性后再利用的配方及在水泥缓凝剂上的处理方法。

背景技术

磷石膏是磷复肥行业磷矿石与硫酸反应生产硫酸后的副产品，其主要成分为二水硫酸钙 (CaSO₄·2H₂O)，含有微量磷、氟等杂质。目前磷石膏的综合利用仍然是世界性的难题，世界磷石膏年排放量达3亿吨，我国也超过6000万吨，而且这个数字还在每年以15％速度增长。现大部分都采用堆存的方式进行处理。

国家发改委在“十二五”资源综合利用指导意见和大宗固体废物料综合利用实施方案的通知中明确要求2015年工业副产石膏利用率要达到50％(其中磷石膏要达30％)。

理论上磷石膏通过处理后是可代替天然石膏的，而且用途极为广泛，主要用在以下几个领域：

①磷石膏作水泥缓凝剂；②磷石膏作新型建筑材料；③利用磷石膏制硫酸联产水泥；④磷石膏用于矿山充填；⑤磷石膏用于地基加固。

但由于磷石膏中含有微量磷、氟及其它多种杂质，制约了磷石膏的综合利用，必须对磷石膏进行改性处理后磷石膏的综合利用才能得到推广。因此对磷石膏的改性处理是磷石膏综合利用的关键。

国内外对磷石膏改性的方法很多，普遍的作法是将磷石膏进行洗涤，在洗涤的过程中加适量的生石灰，使磷石膏中易溶性的磷、氟等杂质固化为非溶性的物质。但随着国家对环境保护的要求越来越高，生石灰的开采量也呈逐年下降趋势，导致市场上生石灰的价格不断上扬，间接引起磷石膏改性的成本上涨。

发明内容

本技术是以氯碱行业生产中的副产品电石渣和碱渣作为磷石膏的改性剂对磷石膏进行改性处理，同样可达到对磷石膏进行改性的目的，但成本却比以生石灰作磷石膏改性剂有大幅下降。

电石渣主要成分为氢氧化钙Ca(OH)₂，OH^-可中和磷石膏中的H+离子，Ca²⁺与磷石膏中的可溶性PO₄^3-结合，成为不可溶的化合物。所述的工业碱渣来自本集团下属烧碱生产企业的废弃物，主要成分为氢氧化钠，具有强腐蚀性的强碱，一般为片状或块状形态，易溶于水并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质)、密度2.130g/cm³，熔点318.4℃，沸点1390℃。在改性剂中与Ca(OH)₂性能基本一致。

通过试验，工艺改进后，产品以水泥缓凝剂加入到水泥熟料中一起球磨后得到的水泥制品的初期强度比原工艺增强。

原工艺是将新鲜磷石膏、电石渣、碱渣共混，在烘干、破碎之前一次性加入添加剂(电石渣、碱渣)，添加剂(电石渣、碱渣)在与磷石膏混合的过程中进行了反应。但根据磷石膏的特性，磷石膏的晶格内还含有磷离子，这部分有害物质未被固化为稳定的磷酸盐物质，对产品质量特别是添加到水泥熟料中后，对水泥早期强度会有一定影响。

改进后工艺：磷石膏在烘干过程中，因烘干机内装有破碎链轮，将磷石膏的晶格破碎，晶格内磷离子被释放出来，与后期加入的碱渣进一步反应，使反应更彻底，作为水泥缓凝剂效果更好。