[發(fā)明專利]一種磷石膏硬化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210048555.8
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN114230301A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂偉;吳赤球;胡彪;龔文輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北昌耀新材料工程技術(shù)研究有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C04B28/14
• 分類號(hào): C04B28/14;C04B111/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 霍苗

本發(fā)明涉及固廢無害化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磷石膏硬化劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的磷石膏硬化劑，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：磷石膏1580～1780份，改性劑10～30份，活性礦物摻合料100～130份，水泥100～140份，偏高嶺土15～40份，煤矸石爐渣10～35份，早強(qiáng)劑5～10份和水50～80份。本發(fā)明所述的磷石膏硬化劑能夠有效的增強(qiáng)磷石膏的早期強(qiáng)度，減少硬化磷石膏的初凝和終凝時(shí)間，提高磷石膏硬化后材料的耐久性、耐磨腐蝕性、抗沖刷性，同時(shí)，磷石膏硬化后材料能夠滿足土壤、地表水和地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，解決目前因磷石膏性能差造成的磷石膏大量處置利用難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固廢無害化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磷石膏硬化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

磷石膏是磷化工濕法磷酸工藝產(chǎn)生的廢渣，是化學(xué)工業(yè)中排量巨大的固體廢物之一。目前，大部分磷石膏采用露天堆放和傾入大海兩種方式處理，國(guó)內(nèi)的堆存量已超過5億噸，且每年的排放量大于0.8億噸，有效利用率小于20％。磷石膏中含有較多的污染物，其隨意排放堆積嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，不僅污染地下水資源，還造成土地資源的浪費(fèi)。《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》“循環(huán)經(jīng)濟(jì)助力降碳行動(dòng)”中指出，明確“加強(qiáng)大宗固廢利用”，以冶煉渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、建筑垃圾等大宗固廢為重點(diǎn)，在確保安全環(huán)保前提下，探索將磷石膏應(yīng)用于土壤改良、井下充填、路基修筑等。這進(jìn)一步說明對(duì)工業(yè)固廢磷石膏的無害化處置與資源化利用已經(jīng)迫在眉睫。

目前，磷石膏的無害化處置與資源化利用方法基本上有以下幾種：①堆場(chǎng)設(shè)置場(chǎng)地排水及滲濾液收集處理系統(tǒng)，所述方法由于原狀磷石膏本身強(qiáng)度較低，在遭遇惡劣天氣時(shí)易造成磷石膏堆垛崩潰、外泄，流入居民生活區(qū)或種植區(qū)污染環(huán)境，影響人體身體健康；②代替天然石膏用作水泥緩凝劑，但是磷石膏中所含可溶磷、重金屬和氟化物等有害成分，容易造成水泥過度緩凝和強(qiáng)度降低；③作為硫資源用于制硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥，所述方法制硫酸銨和聯(lián)產(chǎn)水泥投資大、生產(chǎn)成本過高；④作為建筑材料生產(chǎn)其他產(chǎn)品如石膏板材、礦山填充劑、自流平材料、石膏陶瓷裝飾材料等，但是制備得到的砌塊強(qiáng)度較差，且用作粉刷石膏等因其含雜質(zhì)呈灰黑色影響外觀。因此，磷石膏較差的物理性能與化學(xué)性能使其很難實(shí)現(xiàn)綜合再利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種磷石膏硬化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述磷石膏硬化劑能夠解決目前因磷石膏性能差造成的磷石膏大量處理利用難的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種磷石膏硬化劑，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：磷石膏1580～1780份，改性劑10～30份，活性礦物摻合料100～130份，水泥100～140份，偏高嶺土15～40份，煤矸石爐渣10～35份，早強(qiáng)劑5～10份和水50～80份。

優(yōu)選的，所述磷石膏的含水率≤20wt％，CaSO₄的質(zhì)量百分含量≥85％，水溶性磷的含量≤0.5wt％，水溶性氟的含量≤0.1wt％；所述磷石膏的pH值的取值范圍為：3.0≤pH7。

優(yōu)選的，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述改性劑包括以下組分：

電石渣25～45％，鋼渣30～45％和生石灰10～40％。

優(yōu)選的，所述活性礦物摻合料過45μm孔徑篩的篩余量≤25％；

所述活性礦物摻合料包括礦粉、粉煤灰和硅灰中的一種或幾種；

所述礦粉為粒化高爐礦渣粉，等級(jí)為S95級(jí)以上；

所述粉煤灰為F類粉煤灰或C類粉煤灰，等級(jí)為Ⅱ級(jí)以上；

所述硅灰中SiO₂的質(zhì)量百分含量≥93％。

優(yōu)選的，所述水泥為普通硅酸鹽水泥，等級(jí)為42.5級(jí)以上。