[发明专利]一种地聚物改性磷石膏建筑材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种地聚物改性磷石膏建筑材料，按重量份数计，包括以下组分和配比：硅铝质原料20‑45份，填料1‑20份，磷石膏45‑75份，激发剂2‑5份，高分子助剂2‑4份，颜料2‑3份。本发明提供一种利用地聚物材料的特性对磷石膏进行改性制备出建筑材料的方法，既能对磷石膏进行回收利用，又能制备出稳定性、抗腐蚀性和防渗漏性高的建筑材料。

技术领域

本发明属于固废综合利用以及材料领域，特别涉及一种地聚物改性磷石膏建筑材料及其制备方法。

背景技术

磷石膏是磷化工生产过程中所产生的固体废料，未经处理的磷石膏呈现酸性、还有可溶性氟与可溶性磷，环境危害较大；由于磷矿石的特殊性，磷石膏中还含有一定量的放射性元素(铀、镭、钍)，根据前人的研究成功，磷矿石中90％的铀富集到了磷酸中，90％鐳富集到磷石膏中，虽然在选矿阶段分离了一部分放射性元素，但还是有部分放射性元素进入并富集到磷石膏中，放射性元素的存在大大限制了磷石膏循环利用的空间。经检测，我国磷石膏制品的内照指数与外照指数均1，属于达标产品，但仔细研究检测结果就可以发现，大部分磷石膏产品的内照指数接近0.8，外照指数接近0.7，与国家强制标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中的要求十分接近，生产应用过程中一旦控制不当极易出现放射性超标的重大问题。另一方面，磷石膏中含有可溶性磷与可溶性氟以及少量有害可溶性物质(少量的砷、镉、铅等)，虽然这些物质的危害程度不至于将磷石膏归类于危害废弃物的程度，但如果大量应用于建筑装饰材料还是会造成一定的污染的，显然这个结果是不会被消费者所接受的，因此，目前磷石膏不能够得以大量被有效地应用于建筑材料中。

地聚物材料是上世纪70年代被发明的一种新型的无机聚合物材料，主要是利用硅铝材料在碱性条件下的键合反应形成的具有空间网格结构的无机大分子材料。

现需要研究一种利用地聚物材料的特性对磷石膏进行改性制备出建筑材料的方法，既能对磷石膏进行回收利用，又能制备出稳定性、抗腐蚀性和防渗漏性高的建筑材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用地聚物材料的特性对磷石膏进行改性制备出建筑材料的方法，既能对磷石膏进行回收利用，又能制备出稳定性、抗腐蚀性和防渗漏性高的建筑材料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种地聚物改性磷石膏建筑材料，按重量份数计，包括以下组分和配比：硅铝质原料20-45份，填料1-20份，磷石膏45-75份，激发剂2-5份，高分子助剂2-4份，颜料2-3份。

作为本发明的进一步设置，硅铝质原料为Si：Al摩尔比在0.5-6之间的硅铝质原料，可以是偏高岭土、水淬矿渣、粉煤灰、活化尾矿、赤泥等硅铝质原料的一种或几种的混合物，优选为Si：Al摩尔比在1-4之间的硅铝质原料，更优选为Si：Al摩尔比在1-3之间的硅铝质原料，如750℃活化的偏高岭土、超细水淬矿渣、活化尾矿等硅铝质原料，最优化为750℃活化的偏高岭土(Si：Al摩尔比介于1-1.2之间)或就类似硅铝摩尔比的硅铝质原料或复合材料。

作为本发明的进一步设置，填料为铁尾矿砂、铜尾矿砂、铅锌尾矿砂的一种或多种。一方面尾矿砂可以形成较为致密的成品结构，优化了抗渗滤性能，另一方面此类尾矿砂中还有一定量不溶性的稳定金属离子化合物，有利于形成对放射性物质的屏蔽和固封，最优选铁尾矿砂和铜尾矿砂，缘由于这两种尾矿砂存量广泛、性质稳定，不存在次生危害，使用安全性高。

作为本发明的进一步设置，磷石膏为经过中和陈化处理并干燥后的磷石膏。