[发明专利]一种利用磷石膏制备水泥的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷石膏制备水泥的方法，属于建筑材料领域。本发明采用石灰石、铝矾土、粉煤灰、磷石膏、天然石膏、液体生料助磨剂，来制备水泥，磷石膏作为水泥配制的必要组分参与水化反应生成钙矾石，具有调节凝结时间和提高水泥强度的双重作用；磷石膏制备水泥过程中，一方面作为原料掺入生料中经煅烧形成硫铝酸钙矿物，另一方面以高温硬石膏的形式存在水泥熟料中，还有少量发生高温分解；采用熟料煅烧过程中形成的高温硬石膏来代替水泥配制时掺入的天然石膏，不仅可以减少天然石膏的用量，而且可以大幅度地提高磷石膏的利用率。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种利用磷石膏制备水泥的方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸排放的工业废渣，目前我国的磷石膏年排放量已超过5000万吨。磷石膏的资源化利用主要是生产石膏胶凝材料和作为水泥缓凝剂，然而，磷石膏含有的磷、氟等有害杂质对应用性能有一定不利影响，因此需要对磷石膏进行预处理。预处理不仅增加了应用成本和利用难度，而且处理后性能仍不及天然石膏，最终导致磷石膏的利用率非常低。

CN201910274988.3：公开了一种磷石膏基水泥混凝土砂浆，其特征在于，包括磷石膏、第一水泥熟料、碱性料、标准砂、第一水剂、第二水剂和减水剂，所述碱性料为第二水泥熟料与矿粉、粉煤灰、石灰中的其中一种混合所形成的混合物；所述磷石膏、第一水泥熟料和第一水剂混合后在室温下进行球磨预处理得到磷石膏浆体，将磷石膏浆体进行陈化得到改性磷石膏浆体，再改性磷石膏浆体与碱性料、标准砂、第二水剂和减水剂混合并搅拌均匀得到超硫水泥砂浆。本发明具有可以对磷氟化合物进行除杂质处理进而提高混凝土早期强度和致密性的技术效果。

CN92107830.7：公开了一种火山灰质磷石膏水泥的制备方法，该方法将磷石膏、煤矸石粉、消石灰配料，湿法搅拌、中和、成型为空心砖状生料坯，用带余热烘干室的轮窑或燧道窑烘干、码窑，将占生料坯总量5-10％无内掺燃料的砖坯码在窑断面中部，经焙烧、保温、急冷制成熟料坯后，再将它与矿渣、普通水泥、火山灰质混合材料配料共同粉磨成比表面积大于6000cm²/g、SO₃含量10-20％。

CN201210023107.9：一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，包括如下步骤：(1)将硬石膏破碎，干燥,得半水石膏；(2)将所得半水石膏、重晶石、沙土和煤炭混合，置于预热器中，加热到850-950℃；再置于回转窑中，加热至1000-1450℃，保温2-5小时，得到窑气和固体物料，将所得窑气送入预热器以预热原料，同时降低窑气的温度；(3)将所得固体物料冷却至30-90℃，再加入水泥缓凝剂，研磨，得水泥产品；(4)收集预热器和回转窑内的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，窑气中的二氧化硫氧化成三氧化硫，用质量分数≥98％的浓硫酸吸收、转化，生成硫酸。本发明生产的水泥含钡，密度大，具有抗辐射性能，特别适用于核电站工程或者一些掩体、防空洞的建筑上。

虽然磷石膏的主要成分与天然石膏相同，但是磷石膏中杂质对应用性能有一定不利影响，一般都需要预处理后才能使用。然而，现有技术对磷石膏预处理，增加了应用成本和利用难度，如水洗，不仅消耗大量水资源，而且还会造成二次污染。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种利用磷石膏制备水泥的方法。

第一方面，本发明提供的一种利用磷石膏制备水泥采用如下的技术方案：

S1生料制备：按重量份，称取38-45份石灰石、10-15份铝矾土、5-10份粉煤灰、15-20份磷石膏、5-10份固体助磨剂，预混后，置于球磨机中磨粉；再加入8-12份水，充分搅拌均匀，采用钢制的模具将生料压制成模块，并置于烘箱内烘干；

S2熟料煅烧：将生料模块置于坩埚内，放入高温电炉中煅烧，煅烧结束后取出坩埚，冷却得到水泥熟料；

S3水泥配制：向熟料中10-15份天然石膏，混合磨细，得到成水泥。