[發明專利]一種改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥及其制備方法

有效

• 申請號: 201410355778.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104129939A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 賀勇;賈韶輝;張保如;邵力;賀深陽;陳彥翠;趙怡然
• 申請（專利權）人: 貴州省工業固體廢棄物綜合利用（建材）工程技術研究中心
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14;C04B22/06;C04B7/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及水泥制備技術領域，尤其是一種改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥及其制備方法。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產過程中，磷礦石經硫酸分解、過濾制取磷酸所產生的固體廢棄物，呈粉末狀，其主要物相組成為二水石膏，含有少量的五氧化二磷(P₂O₅)。我國是世界上第一大磷肥生產國，同時也是副產磷石膏量最大的國家。國內每年磷石膏排放量接近5000萬噸，與天然石膏年開采量相當。磷石膏的堆存不僅占用大量土地，而且容易對地表(下)水體、土壤、植被、大氣環境造成污染，巨額的磷石膏堆場的投資和運行費用，與日俱增的環保壓力，嚴重制約原本利潤就很薄的磷復肥生產企業的生存和發展。

硫鋁酸鹽水泥是當代世界水泥發展史上的新品種，與硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥相比,它具早強、高強、高抗滲、高抗凍、耐蝕、低堿和生產能耗低等優良特性。廣泛應用于土木工程中的冬季施工工程、抗滲與防水工程、搶修工程、二次補強工程、灌漿工程、海洋及耐腐蝕工程等領域中，具有十分樂觀的發展前景。

硫鋁酸鹽水泥主要是以適當成分的石灰石、礬土、石膏為原料，以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物組成的熟料，與組成材料(石膏和石灰石等)共同粉磨所制成。

如專利號為CN201210008894.X的《硫鋁酸鹽海工水泥及其制備方法》采用水泥熟料、硬石膏、石灰石、礦渣、減水劑、引氣劑、緩凝劑、硅粉等為原料進行硫鋁酸鹽產品的制備。

又如專利號為CN201310266350.8的《一種生產硫鋁酸鹽水泥的方法》采用的是石灰石、磷石膏、低品位礬土、以及焦炭在1250-1300℃的溫度下煅燒處理30min，最后制得成品水泥的。

再如專利號為CN03143253.0的《改性快硬硫鋁酸鹽水泥》采用硫鋁酸鹽水泥混熟料、硅酸鹽水泥熟料、石膏、混合材按照一定配比制備而成的。

由此可見，在現有技術中，硫鋁酸鹽水泥生產中，尤其是配置水泥時，主要使用的是天然石膏，而天然石膏屬于不可再生資源。為此，對于硫鋁酸鹽水泥產品的生產原料，急需要提供一種新思路，降低生產成本，節約天然石膏的用量，減少磷石膏的堆存量，緩解磷石膏堆放對環境造成的污染。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥及其制備方法，利用磷石膏替代天然石膏，以提高磷石膏利用率，實現磷石膏的資源化利用，降低水泥生產成本，減少環境污染和資源消耗等特征。

并且，在磷石膏中含有微量的五氧化二磷，在混凝土中和氧化鈣反應會產生偏磷酸鹽，導致混凝土緩凝；在混凝土中二水石膏與硫鋁酸鈣水化反應過快，導致混凝土起灰；同時，由于混凝土中硫鋁酸鈣水化反應速度過快，與硅酸二鈣水化反應速度不協調而導致混凝土后期強度倒縮，故硫鋁酸鹽水泥配制采用二水石膏，尤其是二水磷石膏是較為不理想的，因此，要使用磷石膏作為硫鋁酸鹽水泥的組成材料，必須進行改性處理。

為此，本發明具體通過以下技術方案來得以實現：

一種改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥，其原料成份為硫鋁酸鹽水泥熟料為70-80份、石灰石粉10-18份、改性磷石膏10-20份。

所述的硫鋁酸鹽水泥熟料是無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣和鐵相。

所述的改性磷石膏是加入五氧化二磷含量的1-1.5倍的改性劑調整后，所獲得的。

所述的改性劑為生石灰。

本發明還提供一種改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥的制備方法，包括以下步驟：

(1)原料制備：將硫鋁酸鹽水泥熟料于φ500mm×500mm試驗小磨中粉磨至75-85um，篩余在≤2％，比表面積350～400m²/kg，待用；將石灰石于φ500mm×500mm試驗小磨中粉磨至75-85um，篩余在≤2％，比表面積350～400m²/kg，待用；將磷石膏置于馬沸爐中，經過500-600℃的高溫煅燒處理至無水磷石膏后，并取樣分析其中的五氧化二磷的含量，并根據五氧化二磷的含量加入1-1.5倍的改性劑，再將其置于φ500mm×500mm試驗小磨中粉磨至75-85um，篩余在≤2％，比表面積350～400m²/kg，待用；

(2)水泥制備：按照上述原料成份比例將步驟1)制備好的原料進行混合，并按照傳統工藝制備即可獲得改性磷石膏配制的硫鋁酸鹽水泥。

所述的原料制備中，各原料在φ500mm×500mm試驗小磨中粉磨至80um。