[發(fā)明專利]利用高溫磷渣液制備建筑裝飾用磷渣鑄石的生產(chǎn)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710053370.1
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101157540A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周俊;王焰新;舒杼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: C04B32/00
• 分類號: C04B32/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用高溫磷渣液制備建筑裝飾用磷渣鑄石的生產(chǎn)工藝，該磷渣鑄石產(chǎn)品主要用于建筑裝飾領(lǐng)域。

背景技術(shù)

以磷礦石作為原料，用電爐法制取黃磷，排出以CaO、SiO₂為主要成分的溫度在1350℃以上的高溫熔融物，即為高溫磷渣液。若將高溫磷渣液經(jīng)水淬冷卻成渣，即為磷渣，是一種工業(yè)固體廢物。通常，每生產(chǎn)1t黃磷，將排出8～10t磷渣。我國現(xiàn)役的磷渣資源化技術(shù)主要是利用水淬冷卻后的磷渣生產(chǎn)水泥，其摻量通常不高于30％；也有利用磷渣生產(chǎn)低附加值的燒結(jié)磚、免燒磚等建筑材料。此外，也有利用磷渣制備微晶玻璃的研究報道和專利申請。

鑄石具有結(jié)構(gòu)致密、硬度高、耐磨、耐腐蝕、抗風(fēng)化能力強等優(yōu)良物化性質(zhì)，可作為建筑裝飾材料。然而，常規(guī)的鑄石產(chǎn)品是由常溫狀態(tài)下的玄武巖、輝綠巖、白云石、工業(yè)廢渣等生料經(jīng)破碎、熔化、澆鑄、晶化、退火等工序制成，由于原料的破碎、熔化能耗很高，相對于傳統(tǒng)的建筑裝飾材料如陶瓷而言，鑄石的生產(chǎn)成本較高，難以大規(guī)模用于建筑裝飾領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)役的磷渣資源化技術(shù)主要采用淬冷后的磷渣，存在高溫磷渣液的熱能不能利用的不足，同時針對現(xiàn)役鑄石產(chǎn)品的制備主要以生料進(jìn)行配料、熔制，存在加熱熔化能耗過高、生產(chǎn)成本較高、不適合大規(guī)模用作建筑裝飾材料的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用高溫磷渣液制備建筑裝飾用磷渣鑄石的生產(chǎn)工藝，該方法直接利用高溫磷渣液制備建筑裝飾用磷渣鑄石，有效利用了高溫磷渣液的熱能，實現(xiàn)磷渣液的直接資源化，降低鑄石生產(chǎn)的能耗和生產(chǎn)成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用高溫磷渣液制備建筑裝飾用磷渣鑄石的生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括以下步驟：

(1)輔助原料的配制和預(yù)熱：以石英砂和高嶺土作為輔助原料，將粒度小于0.5mm的石英砂和高嶺土按21～27∶4～8的質(zhì)量比例稱量并混合均勻，再投入窯爐中，預(yù)熱至1300～1450℃，得預(yù)熱后的輔助原料，備用；

(2)熱配料：將由煉磷電爐排出的高溫磷渣液通過流液槽流入池窯，并將步驟(1)中制得的預(yù)熱后的輔助原料同步投入池窯，其中，磷渣液與輔助原料的質(zhì)量比為65～75∶25～35；

(3)混熔：磷渣液與輔助原料在池窯中的混熔溫度為1450～1580℃，保溫時間為120～240min；在該混熔溫度下，磷渣液與輔助原料間發(fā)生硅酸鹽反應(yīng)和玻璃化反應(yīng)，使磷渣液在輔助原料作用下轉(zhuǎn)化為料性均勻的改性磷渣液；

(4)成型：改性磷渣液從池窯的出料口流出，采用常規(guī)的澆鑄成型或壓制成型或壓延成型工藝，將改性磷渣液成型為板狀的鑄石前軀體；

(5)晶化和退火：將鑄石前軀體轉(zhuǎn)移至隧道窯或梭式窯或輥道窯中，在1000～1150℃下晶化處理60～120min，再退火冷卻至室溫，制得建筑裝飾用磷渣鑄石產(chǎn)品。

附圖1給出了本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。

在步驟(1)中，將輔助原料進(jìn)行預(yù)熱的目的在于，減小輔助原料與高溫磷渣液之間的溫差，防止高溫磷渣液與輔助原料接觸時驟然冷凝結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，從而有利于輔助原料在高溫磷渣液中的分散，也有利于二者之間的混合以及各種高溫化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

在步驟(1)中，高嶺土也可用其它種類的粘土代替，如蒙脫石類粘土或伊利石類粘土。

在步驟(2)中，連接煉磷電爐和池窯的流液槽采用保溫設(shè)施，必要時，可使用電加熱設(shè)備對流液槽進(jìn)行加熱保溫，以使從煉磷電爐流出的高溫磷渣液能以液體狀態(tài)順利流入池窯。

在步驟(2)中，在高溫磷渣液流入池窯時，輔助原料應(yīng)按高溫磷渣的流入量按投料質(zhì)量比例同步投入池窯，其目的在于提高輔助原料在高溫磷渣液中的初始分散度，從而有利于高溫磷渣液與輔助原料的接觸、混合以及各種高溫化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

在步驟(3)中，可在池窯中設(shè)置攪拌設(shè)備，以利于高溫磷渣液與輔助原料的混合，同時提高改性磷渣液的料性均勻性。

在步驟(3)中，若生產(chǎn)條件許可，池窯熔化部的溫度應(yīng)盡可能高，以降低磷渣液的粘度，從而有利于磷渣液的流動，提高磷渣液與輔助原料接觸、混合的機率，加速高溫化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。