[發(fā)明專利]一種磷石膏物理化學(xué)增白及制備膠凝材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910186821.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN109734341B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚宏斌;馬小玲;董發(fā)勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B11/26
• 分類號(hào): C04B11/26;C04B11/036;C04B11/05;C04B28/16
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本專利公開了一種磷石膏物理化學(xué)增白及制備膠凝材料的方法，在磷石膏中加入水、pH穩(wěn)定劑、表面活性劑攪拌均勻后，泵入物理增白器，物理增白器排出的白色磷石膏通過壓濾、快燒得到半水石膏；物理增白器排出的黑色磷石膏通過陳化、壓濾、烘干、化學(xué)增白得到白色無水石膏；在白色無水石膏中加入激發(fā)劑、減水劑、緩凝劑、高分子和晶須，得到高強(qiáng)無水白石膏。本方法生產(chǎn)成本低，效率高，實(shí)現(xiàn)資源高質(zhì)循環(huán)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣的資源化利用領(lǐng)域，具體涉及從磷石膏增白的方法，該增白石膏可以用于建材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石膏是硫酸鹽礦物，其化學(xué)分子式為CaSO₄·2H₂O。石膏可以脫水形成硬石膏，在自然界中他們都呈一種亞穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下可互相轉(zhuǎn)化。天然石膏主要價(jià)值是它在不同溫度條件下加熱, 其煅燒產(chǎn)物具有不同的特征。如將天然石膏加熱到65～70℃時(shí)開始脫水, 變成半水石膏；加熱到200℃以內(nèi)逐漸脫水, 半水石膏部分變?yōu)闊o水石膏, 但與水接觸很快凝結(jié)變?yōu)槎?；加熱?00～300℃, 主要成為無水石膏, 凝結(jié)變慢, 但強(qiáng)度增大；加熱到300～450℃時(shí)的產(chǎn)物為無水石膏, 凝結(jié)變快, 但強(qiáng)度較低；加熱到400～700℃之間, 化學(xué)成分不變, 成為一種新變種——“燒死”石膏, 其極難溶于水, 加水后也不凝結(jié)；繼續(xù)加熱到800℃時(shí), 無水石膏變得凝結(jié)緩慢和硬化；加熱到800～1000℃時(shí),獲得正常的極有價(jià)值的普通煅燒石膏；半水石膏主要作石膏的預(yù)制品, 如石膏板、墻體構(gòu)件、隔熱筒瓦、建筑裝飾品等。煅燒后的無水石膏，可用于制備墻板、自流平砂漿等。石膏建筑制品具有防火、隔熱、吸音、收縮率小和可釘、可鋸、可粘結(jié)及體重輕、抗震性能好等特點(diǎn)[石膏的特征及用途[J]. 山東國土資源，2005，21B：46]。石膏分為天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)石膏。目前，工業(yè)副產(chǎn)石膏主要為磷石膏、脫硫石膏和鈦石膏。

磷石膏是濕法磷酸工業(yè)的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸磷肥（以P₂O₅計(jì)算）約產(chǎn)生4.5～5.0噸磷石膏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國磷石膏排放量達(dá)8000萬噸，而歷年來磷石膏的堆放量，累計(jì)超過3億噸。在全國范圍，2015年我國磷石膏的綜合利用率僅為30%。剩余的石膏，就近堆放，企業(yè)每年為此花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)用于建設(shè)渣場及其運(yùn)行管理。磷石膏含未分解磷礦、游離磷酸、氟化物等雜質(zhì)，大量堆放會(huì)帶來環(huán)境問題，污染土壤、大氣和水體。如何對(duì)其進(jìn)行合理地處置和處理是其面臨的重要問題。

磷石膏中有機(jī)物為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷、3 -甲氧基正戊烷、2 -乙基-1, 3-二氧戊烷。有機(jī)物主要以物理吸附形式分布在石膏晶體表面, 含量約為0.1%～0.2%[張建新, 彭家惠, 萬體智. 磷石膏中有機(jī)物的測定及其對(duì)水泥性能的影響[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版），2006，38（3）：110-113]。另外，石膏中含有含有赤鐵礦等含鐵物質(zhì)，影響石膏白度。赤鐵礦等含鐵物質(zhì)為弱磁性物質(zhì)，通過強(qiáng)磁場可將其除去。

一些地方的磷石膏因含有機(jī)物和含鐵物質(zhì)使磷石膏為灰色，影響石膏的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種磷石膏物理化學(xué)增白的方法，同已有技術(shù)方案相比，本方法能節(jié)約生產(chǎn)成本，提高效率，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。能顯著提高磷石膏產(chǎn)品質(zhì)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一種磷石膏物理化學(xué)增白及制備膠凝材料的方法，包括以下步驟：

在磷石膏中加入水、pH穩(wěn)定劑、表面活性劑攪拌均勻后，泵入物理增白器，物理增白器排出的白色磷石膏通過壓濾、快燒得到半水石膏；物理增白器排出的黑色磷石膏通過陳化、壓濾、烘干、化學(xué)增白得到白色無水石膏；在白色無水石膏中加入激發(fā)劑、減水劑、緩凝劑、高聚物和晶須，得到高強(qiáng)無水白石膏。

所述的水的加入量為磷石膏質(zhì)量的50-200%。

所述的pH穩(wěn)定劑為石灰石、白云石、菱鐵礦中的一種，加入量為磷石膏質(zhì)量的1-5%。