專利名稱：磷渣活化改性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣利用新技術(shù)中的一種組合物，特別是涉及工業(yè)電爐煉磷廢渣-磷渣利用新技術(shù)中的一種可有效消除磷渣緩凝、緩強(qiáng)并具有對(duì)磷渣催化活化、助磨作用的組合物。
背景技術(shù)：
我國(guó)磷礦資源豐富，已成為亞洲最大的磷化工業(yè)生產(chǎn)基地，如貴州、云南、湖北、四川等地磷化工規(guī)模及發(fā)展?jié)摿薮?，隨之而來(lái)的是磷渣年排量達(dá)百萬(wàn)噸。盡管磷渣含有大量的硅酸鈣、鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣等礦物質(zhì)，是一種非常有價(jià)值的工業(yè)廢渣資源，國(guó)內(nèi)外科技人員開展過(guò)大量的應(yīng)用研究，但由于其緩凝、緩強(qiáng)作用非常顯著，所以至今仍然是有效利用量非常有限，僅少量用作水泥廠生料配料，少量低摻量作水泥混合料，部分用作鋪路填基，大量的磷渣仍需不斷尋找場(chǎng)地堆埋，成為一種工業(yè)垃圾，占用了寶貴的土地，污染了環(huán)境，浪費(fèi)了可貴的資源。從資料檢索及國(guó)內(nèi)外實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，目前尚無(wú)其它有效技術(shù)可以解決磷渣的緩凝、緩強(qiáng)作用。而今天，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境保護(hù)與節(jié)能降耗已成為人們更為關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，如何大規(guī)模有效利用可貴磷渣資源，消除環(huán)境染污，變廢為寶，已成為影響磷化工業(yè)及建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是消除磷渣的緩凝、緩強(qiáng)作用，有效利用磷渣中的硅酸鈣、鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣等膠凝礦物，將磷渣轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)膠凝材料，大規(guī)模有效利用磷渣，低成本的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥和建材制品，達(dá)到變廢為寶、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這種磷渣活化改性劑以沉淀劑為主要成份，將沉淀劑粉碎成粉狀或粒狀制備而成，在磷渣中加入沉淀劑混勻，將磷渣中的緩凝組份轉(zhuǎn)化為難溶性沉淀，成為填料組份。
上述的沉淀劑可選下述組份中一種或幾種配伍鈣的氧化物、鈣的氫氧化物、鈣的氯化物、鈣的硝酸鹽、鎂的氧化物、鎂的氫氧化物、鎂的氯化物、鎂的硝酸鹽、鋇的氧化物、鋇的氫氧化物、鋇的氯化物、鋇的硝酸鹽。如生石灰、熟石灰、石灰渣、電石渣等。
上述的磷渣活化改性劑以沉淀劑為主要成份，還可依其功能要求添加填料或添加填料和催化活化劑或添加填料、催化活化劑和助磨劑。如A類磷渣活化改性劑由沉淀劑或沉淀劑添加填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑15-100％，填料0-85％。
B類磷渣活化改性劑由沉淀劑添加催化活化劑、填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑20-80％，催化活化劑10-60％，填料0-80％。
C類磷渣活化改性劑由沉淀劑添加催化活化劑、助磨劑、填料組成，各組份按重量百分比配比沉淀劑20-80％，催化活化劑10-60％，助磨劑0.3-10％，填料0-70％。
上述組份中的催化活化劑可選用紅礬、明礬、枯礬、水玻璃、氯鹽、硫氰酸鹽、氟硅酸鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種配伍，如硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸亞鐵、氯化鈣、氯化鋁、氯化鈉、氯化銨、氯化亞錫、氯化鉀、明礬等等的一種或幾種配伍。
上述組份中的助磨劑可選用含OH-、COOH-、-SO3-、-NH2等基團(tuán)的表面活性劑，如多聚羧酸銨鹽、丙烯酸共聚物銨鹽、羧化丙烯酸共聚物、鈦酸酯、工業(yè)萘和甲基萘磺酸鹽及其甲醛聚合物、多環(huán)芳基磺酸鹽及其甲醛聚合物、木鈣、纖維素、密胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、二甘醇、辛醇等中的一種或幾種配伍。
上述組份中的填料或載體可選用粉煤灰、膨潤(rùn)土、凹凸棒粉、硅粉、礦渣粉、右灰渣粉、石粉、煤渣中的一種或幾種。
制備工藝依應(yīng)用實(shí)際的需要，選用上述組份配伍、粉碎，混合均勻或粉碎、粉磨混合均勻，在磨頭加入即可。
本發(fā)明的技術(shù)原理1、優(yōu)先考慮磷渣建筑材料資源化適用條件，即其活性組份緩凝、緩強(qiáng)組份和填充組份、常溫活化環(huán)境、催化活化誘導(dǎo)因子和復(fù)合條件；2、利用本類組份中的沉淀劑消除磷渣中的緩凝、緩強(qiáng)作用，將本類組合物與磷渣或與磷渣熟料等一起配料、粉磨、其中的沉淀劑組份均勻分布于粉磨后的微細(xì)顆粒中(如改性磷渣粉或水泥)，當(dāng)改性磷渣粉或水泥遇水后，沉淀劑迅速與磷渣中的緩凝組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成難溶性沉淀，轉(zhuǎn)化為填充成分。(典型反應(yīng)如)，從而在水泥水化誘導(dǎo)期消除緩凝組份對(duì)水泥等礦物的吸附、屏蔽緩凝作用，且反應(yīng)剩余的沉淀劑組份對(duì)磷渣可起到一定的活化作用。
3、B類磷渣活化改性劑輔之以強(qiáng)化催化活化技術(shù)，促進(jìn)硅、鋁、鐵、鈣等的水化活性反應(yīng)，利用其中配伍的催化活化劑組分來(lái)激活或加速磷渣顆粒中的潛在活性組份，使其在要求的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出應(yīng)有的膠凝強(qiáng)度。
4、C類磷渣活化改性劑，利用本發(fā)明中的高分子表面活性劑基團(tuán)中和粉磨介質(zhì)靜電，消除粉磨物料微裂縫能及其分散阻粘作用以提高粉磨效率，有效降低電耗。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和顯著效果1、利用化學(xué)反應(yīng)迅速將緩凝組份轉(zhuǎn)化為無(wú)吸附、屏蔽、緩凝作用的填料，有效消除磷渣的緩凝、緩強(qiáng)作用，具有低成本、實(shí)用可靠的優(yōu)點(diǎn)；2、有效發(fā)揮磷渣中的膠凝組份，在水泥中可大摻量使用磷渣(摻量可達(dá)80％)，低成本生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥，亦可將磷渣粉磨成優(yōu)質(zhì)礦渣粉，供應(yīng)砼攪拌站及工地，還可作為無(wú)熟料水泥，為磷渣的大規(guī)模利用提供了可靠技術(shù)保證；3、良好的助磨作用，可降低粉磨電耗15-30％；4、采用本發(fā)明生產(chǎn)的磷渣水泥具有凝結(jié)時(shí)間正常、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)、水化熱低、施工性好、耐久性及耐腐蝕性能優(yōu)于同標(biāo)號(hào)一般水泥的特點(diǎn)，且水泥安定性得以顯著改善。利用本技術(shù)生產(chǎn)的磷渣粉應(yīng)用性能優(yōu)于普通礦渣粉，利用磷渣生產(chǎn)的少熟料或無(wú)熟料水泥均有良好的物理力學(xué)性能；5、對(duì)各類砼外加劑適用性好。
本發(fā)明的試驗(yàn)實(shí)例及應(yīng)用效果比較如下1、試驗(yàn)廠家湖北宜昌地區(qū)某粉磨站Φ3.0×11.0磨磨制渣粉，利用熟料粉與渣粉配制32.5Mpa和42.5Mpa水泥供應(yīng)民用工程及葛洲壩工程，渣粉的配比為磷渣50％，煤渣、干排粉40％，石膏及石灰石10％。采用本發(fā)明技術(shù)前，32.5Mpa的水泥配比為熟料粉60％，渣粉40％，初凝時(shí)間約8小時(shí)，緩凝時(shí)間約11小時(shí)，3d強(qiáng)度10-12Mpa，28d強(qiáng)度28-36Mpa，用戶反應(yīng)凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，早期強(qiáng)度太低。采用本發(fā)明技術(shù)后，32.5Mpa級(jí)水泥配比為熟料粉46％，渣粉54％，初凝時(shí)間約3小時(shí)，緩凝時(shí)間約4小時(shí)，3d強(qiáng)度16-18Mpa，28d強(qiáng)度≥34Mpa。
2、試驗(yàn)廠家湖北宜昌地區(qū)某水泥廠Φ2.2×65m水泥圈流磨生產(chǎn)32.5Mpa水泥未采用本發(fā)明技術(shù)前，熟料用量83％，磷渣摻量14％，石膏3％，磨機(jī)產(chǎn)量13T/h，細(xì)度4-7％，初凝時(shí)間615，終凝時(shí)間830，3d強(qiáng)度12-15Mpa，28d強(qiáng)度20-38Mpa，采用本發(fā)明技術(shù)后，磷渣摻量35％，磨機(jī)產(chǎn)量17T/h，細(xì)度＜4％，初凝時(shí)間245，終凝時(shí)間350，3d強(qiáng)度17-20Mpa，28d強(qiáng)度≥35Mpa。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1選用沉淀劑生石灰、電石渣作為本發(fā)明的組份，由錘式粉碎機(jī)粉碎，混合均勻，即制備成本發(fā)明磷渣活化改性劑，使用時(shí)，在磷渣中加入該磷渣活化改性劑由球磨機(jī)粉磨混合均勻后作為水泥的摻量，投入使用，有效消除磷渣緩凝、緩強(qiáng)現(xiàn)象。
實(shí)施例2，選用30％的石灰渣、20％的電石渣作為沉淀劑，再選用50％的煤渣作為填料，由球磨機(jī)粉磨混合均勻，在磨頭加入即可，即制成本發(fā)明的A類磷渣活化改性劑。
實(shí)施例3，選用30％的熟石灰作沉淀劑，再選用20％的硫酸鈉、10％的氯化鈣作為催化活化劑，選用40％的粉煤灰作為填粉，粉碎，混合均勻，即制成本發(fā)明B類磷渣活化改性劑。
實(shí)施例4，選用40％的生石灰作沉淀劑，選用30％的明礬作催化活化劑，選用10％的木鈣、纖維素作助磨劑，選用20％的膨潤(rùn)土作填料，將上述組份在雷蒙磨內(nèi)進(jìn)行粉磨，混合均勻，即制成本發(fā)明的C磷渣活化改性劑。使用時(shí)，加入磷渣粉內(nèi)混勻，將磷渣中的緩凝、緩強(qiáng)組份轉(zhuǎn)化為難溶性沉淀，成為填料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥或建材制品。
權(quán)利要求
1.一種磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，將沉淀劑粉碎成粉狀或粒狀制備而成，在磷渣中加入沉淀劑混勻，將磷渣中的緩凝組份轉(zhuǎn)化為難溶性沉淀，成為填料組份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于沉淀劑可選用下述組份中一種或幾種配伍鈣的氧化物、鈣的氫氧化物、鈣的氯化物、鈣的硝酸鹽、鎂的氧化物、鎂的氫氧化物、鎂的氯化物、鎂的硝酸鹽、鋇的氧化物、鋇的氫氧化物、鋇的氯化物、鋇的硝酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料和催化活化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷渣活化改性劑，其特征在于以沉淀劑為主要成份，還可添加填料、催化活化劑和助磨劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的磷渣活化改性劑，其特征在于所述的填料可選用粉煤灰、膨潤(rùn)土、凹凸棒粉、硅粉、礦渣粉、石灰渣粉、石粉、煤渣中的一種或幾種配伍。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的磷渣活化改性劑，其特征在于所述催化活化劑可選用紅礬、明礬、枯礬、水玻璃、氯鹽、硫氰酸鹽、氟硅酸鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種配伍，硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸亞鐵、氯化鈣、氯化鋁、氯化鈉、氯化銨、氯化亞錫、氯化鉀、明礬的一種或幾種配伍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磷渣活化改性劑， 其特征在于所述的助磨劑可選用含OH-、COOH-、-SO3-、-NH2等基團(tuán)的表面活性劑，多聚羧酸銨鹽、丙烯酸共聚物銨鹽、羧化丙烯酸共聚物、鈦酸酯、工業(yè)萘和甲基萘磺酸鹽及其甲醛聚合物、多環(huán)芳基磺酸鹽及其甲醛聚合物、木鈣、纖維素、密胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、二甘醇、辛醇中的一種或幾種配伍。
全文摘要
一種磷渣活化改性劑，選用鈣、鎂、鋇的氧化物、氫氧化物、氯化物、硝酸鹽中的一種或幾種配伍，作為沉淀劑，粉碎制備而成，在磷渣中加入沉淀劑，混勻，將磷渣中的緩凝組份轉(zhuǎn)化為難溶性沉淀，成為填料組份。有效消除磷渣的緩凝、緩強(qiáng)作用。為我國(guó)大規(guī)模利用磷渣、低成本生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥和建材制品變廢為寶、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗、改善企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供了一種新方法、新填料。
文檔編號(hào)B09B3/00GK1457937SQ0211413
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月16日
發(fā)明者尹小林 申請(qǐng)人:尹小林