[發明專利]一種綜合利用磷石膏的淤泥固化材料

無效

• 申請號: 201310541541.0
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103539423A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 鐘天雪;汪瀟;倪志才
• 申請（專利權）人: 江蘇坤澤科技股份有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種淤泥固化材料，特別是一種綜合利用磷石膏的淤泥固化材料。?

背景技術

磷石膏是生產磷肥、磷酸時排放出的固體廢棄物，每生產1t磷酸約產生4.5-5t磷石膏。磷石膏分二水石膏(CaSO4·2H2O)和半水石膏(CaSO4·1／2H2O)，以二水石膏居多。磷石膏除主成分硫酸鈣外還含少量磷酸、硅、鎂、鐵、鋁、有機雜質等。世界濕法磷酸年總產量約2.6億t(以P205計)，副產磷石膏約1.5億t，利用率僅4.3％-4.6％。預計中國到2015年磷肥(P205)需求量將達1.3億t，屆時磷石膏年排放量將超過2000萬t，而利用率僅為2％-3％。堆放磷石膏不僅占用了大量土地，而且造成環境污染，因此有必要尋求磷石膏的合理利用途徑，以實現磷肥工業的可持續發展和磷石膏的高度利用。磷石膏是一種粉狀材料，幾乎沒有可塑性，主要成分是CaSO4·2H2O和Na2SiF6。由于磷石膏中殘存有磷酸、硫酸和氫氟酸，所以它被認為是一種酸性副產品(pH<3)。磷石膏中含有25％～30％的自由水，磷石膏的垂直滲透系數為2×10-5～1×10-3。不同來源的磷石膏中自由水的含量差異較大，這取決于磷石膏的堆放方式和當地的氣候條件。磷石膏的溶解度取決于其溶液的pH，它在4.1g／L的鹽水中有很高的溶解度。顆粒磷石膏的密度為2.27-2.40g／cm3，塊狀磷石膏的密度為0.9-1.7g／cm。從形態上看，磷石膏主要以顆粒形式存在，其顆粒半徑為0.045～0.250mm，這取決于磷礦石的來源和磷酸的生產條件。磷石膏中的雜質有可溶性和不溶性兩類。這些雜質對資源化利用會產生一定的影響，這也是磷石膏比天然石膏利用的復雜之處?？扇苄噪s質主要有3種：第一種是游離磷酸和硫酸，它們會使熟石膏用于建筑物時對結構材料有腐蝕性，或對制石膏預制件的模型、設備產生腐蝕。游離酸還延長石膏的凝固時間；第二種是磷酸一鈣、氟硅酸鹽等可溶性鹽，它們的主要影響也是減慢石膏的凝固速度；第三種是鈉、鉀鹽，鈉、鉀鹽類會使干燥后的石膏制品表面出現“晶花”。不溶性雜質有兩種：一些是在磷礦里就存在、且在磷礦酸解時也非常穩定的硅砂、未分解礦物和有機質；另一些是磷酸礦解時與硫酸鈣共同結晶的磷酸二鈣、其他不溶性磷酸鹽和氟化合物?；谶@些因素，無論是國內還是國外，磷石膏資源化利用情況都不令人滿意。全世界磷石膏的有效利用率僅為4.5％左右，也就是說全世界每年得到綜合利用的磷石膏只有12.6Mt。日本、韓國和德國等發達國家磷石膏的利用率相對高一些。以日本為例，由于日本國內缺乏天然石膏資源，磷石膏有效利用率達到90％以上，其中的75％左右用于生產熟石膏粉和石膏板。其他不發達國家磷石膏的利用率相對很低，一般以直接排放(拋棄)為主。到2011年底，中國已累計堆積了超過3億噸磷石膏。而中國?磷石膏的有效利用率不足10％，距國家“十一五”規劃工業固體廢物綜合利用率達到60％的目標尚有較大差距。主要用于建材制品、土壤改良劑、水泥緩凝劑、化工原料等方面。2013年，國家發改委為磷石膏的綜合利用提出了到2015年綜合利用率達到30％的目標；在《工業副產石膏綜合利用指導意見》中，工業和信息化部則提出了到2015年底，磷石膏綜合利用率由目前的20％提高到40％。?

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種綜合利用磷石膏的淤泥固化材料，，以廢棄磷石膏為主要成分作為淤泥固化材料，不僅僅充分合理利用了磷肥生產工業廢棄物，解決磷石膏廢棄物排放堆放問題，同時還降低了淤泥固化成本，改善和提高淤泥固化產品的性能，擴大了淤泥固化產品的應用。?

本發明公開的綜合利用磷石膏的淤泥固化材料，包括如下組成(以重量百分數計)，磷石膏20-60％；粉煤灰5-25％；礦粉10-30％；石灰8-25％；激發劑0.2-3％。?

本發明公開的綜合利用磷石膏的淤泥固化材料的一種改進，所述石灰滿足如下要求：CaO·MgO含量≥70％，細度0.125mm≤15％。?

本發明公開的綜合利用磷石膏的淤泥固化材料的又一種改進，所述粉煤灰滿足：邊長0.045mm方孔篩篩上余量≤45％，燒失量≤15％。?

本發明公開的綜合利用磷石膏的淤泥固化材料的又一種改進，所述激發劑為硫酸鹽或者硅酸鹽或者木質素磺酸鹽或者其中幾種混合物。?