[發(fā)明專利]一種全磷渣膠凝充填材料及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710310472.0
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107162547B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石英;郭曉婷;范昀;趙國彥;李夕兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 魏娟<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

本發(fā)明公開了一種全磷渣膠凝充填材料，包含磷石膏、黃磷渣和氧化鈣；其中，氧化鈣為黃磷渣重量的12％及以上。本發(fā)明還公開了所述的全磷渣膠凝充填材料的應(yīng)用。此外，本發(fā)明還公開了一種抑制全磷渣膠結(jié)充填過程中有害氣體產(chǎn)生的方法，向包含磷石膏、黃磷渣的體系中添加氧化鈣、混合后與水混合，發(fā)生水化反應(yīng)得充填膠凝漿料，通過氧化鈣調(diào)控充填膠凝漿料pH高于或等于10。本發(fā)明所述的全磷渣膠凝材料中，添加所述的氧化鈣，可控制所述的全磷渣膠凝材料生產(chǎn)過程、存儲過程、填充使用過程的全程無有害氣體的釋放，符合現(xiàn)有材料對環(huán)保的嚴(yán)格要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膠凝材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及包含黃磷渣、磷石膏的環(huán)保膠凝充填材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

黃磷渣是電爐法黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。我國目前黃磷渣總量約810萬t/a，其地表堆存會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染和相關(guān)的社會問題，所以將黃磷渣資源化二次利用顯得尤為迫切。

黃磷渣的主要化學(xué)成分為二氧化硅、氧化鈣、三氧化二鋁等。利用黃磷渣的這種水化特性可以將黃磷渣作為水泥生產(chǎn)原料，或者制備黃磷渣膠凝材料等。例如，現(xiàn)有技術(shù)中，報道了一些將黃磷渣和磷石膏混合使用用于制備水泥。但是，現(xiàn)在技術(shù)中，主要關(guān)注將黃磷渣和磷石膏以及其他添加成分的復(fù)合使用的性能，而很少關(guān)注到膠結(jié)填充處理過程中，可能帶來的環(huán)保和安全方面的負(fù)擔(dān)。

例如，公開號為CN103964804A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種低泌水率可泵送磷石膏與黃磷渣充填膏體，所述充填膏體由磷石膏、黃磷渣、水組成。通過研究發(fā)現(xiàn)，磷石膏、黃磷渣復(fù)配的填充膏體會產(chǎn)生有害氣體，對環(huán)境具有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有全磷渣膠凝材料在使用過程中對環(huán)保方面的缺陷，本發(fā)明提供了一種全磷渣膠凝材料，旨在提供一種具有安全和環(huán)保性能的膠凝材料。

本發(fā)明的第二目的在于，提供一種所述的全磷渣膠凝充填材料的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了一種全磷渣膠結(jié)充填過程有毒有害氣體產(chǎn)生的方法，旨在避免包含磷石膏和黃磷渣的膠凝材料混合過程中有害氣體的產(chǎn)生。

一種全磷渣膠凝充填材料，包含磷石膏、黃磷渣和氧化鈣；其中，氧化鈣為黃磷渣重量的12％及以上。

本發(fā)明人通過大量研究發(fā)現(xiàn)，在包含所述的磷石膏、黃磷渣的組分下，投加所述重量百分比例下的氧化鈣下，可出人意料地解決現(xiàn)有技術(shù)人員一直沒有意識到的環(huán)保問題。

本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，所述的氧化鈣的投加量對磷石膏、黃磷渣聯(lián)合使用過程中產(chǎn)生的有害氣體的抑制效果具有較大影響。

作為優(yōu)選，氧化鈣相對黃磷渣的添加量為12～20％；進(jìn)一步優(yōu)選為16～20％。

本發(fā)明中，所述的黃磷渣優(yōu)選采用高壓水淬處理方法制得的黃磷渣；進(jìn)一步優(yōu)選為高壓水淬處理方法制得的粒狀黃磷渣。采用該優(yōu)選的常規(guī)方法得到的黃磷渣的效果更優(yōu)。

本發(fā)明人通過研究還發(fā)現(xiàn)，所述的磷石膏、黃磷渣的比例可為任意比例，控制氧化鈣的投加量即可良好地控制有害氣體的產(chǎn)生。然而，深入研究發(fā)現(xiàn)，所述的磷石膏、黃磷渣的重量比優(yōu)選為3∶1-6∶1。在該比例下，有助于配合所述的高投加含量的氧化鈣配合，保持充填膠凝材料(本發(fā)明也稱為膠凝充填材料)的良好性能。

本發(fā)明所述的全磷渣膠凝材料，除包含所述重量含量的磷石膏、黃磷渣和氧化鈣下，還可添加本領(lǐng)域技術(shù)人員所能熟知的物料，例如水泥。

本發(fā)明還提供了一種全磷渣膠凝充填材料的應(yīng)用方法，將所述的組分與水混合，水化后得充填膠凝漿料(本發(fā)明也簡稱膠凝漿料)；將所述的充填膠凝漿料用于膠結(jié)充填過程。

作為優(yōu)選，所述的應(yīng)用中，磷石膏、黃磷渣的重量比為3∶1-6∶1；氧化鈣相對黃磷渣的添加量為16～20％。

作為優(yōu)選，通過氧化鈣調(diào)控所述的充填膠凝漿料的pH大于或等于10。