CN101830677A - 免煅烧脱硫石膏·磷石膏,石膏砖、砌块及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电厂或磷肥厂固体废弃物资源化利用技术领域的免煅烧二水脱硫石膏·磷石膏，制备高强、耐水石膏砖、砌块技术。各组份及重量百分比为：原状二水脱硫石膏·磷石膏：60-80％、火山灰矿物活性材料：10-25％、激发材料：5-15％、促凝剂材料：0.5-2％、骨料：200-300％。制备方法：将半湿状的二水脱硫石膏、磷石膏过筛，现场与预先经粉磨、干粉状、混合组成的活性矿物材料、激发材料、促凝材料的核心母料，及骨料混合，再适当加水搅拌，通过成型机成型；经过50-85℃，8-24h常压湿热养护。其强度高、耐水性好、成本低，抗冻融性能好，能作基础和承重墙体使用。该技术，能大量消纳固体废弃物，减少了二次能耗、二次污染；投资少，见效快。

Description

免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法

技术领域

本发明属于工业固体废弃物资源化利用的技术领域。具体涉及一种将火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物——脱硫石膏，和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物——磷石膏，不经予处理，通过免煅烧实施化学、物理的反应机理，进行改性，制备一种高强、耐水石膏砖、砌块。

背景技术

我国是世界上火力发电大国，每年SO²的排放量2500万吨，为世界第一，国家采取了强制性脱硫措施，到2010年，由脱硫产生的脱硫石膏，达5000万吨；我国又是磷肥生产大国，年生产量达到世界第一，到2010年，由生产磷肥产生的固体废弃物——磷石膏5000万吨，现存一亿吨。这个数字是惊人的。普遍采取抛弃法，购地堆放、填埋，既增加企业负担，又造成二次对水源、大气、土地、人畜的污染。

在循环经济和科学发展观政策的强力推动下，为了解决这一问题，业内不少企业，包括设备制造业、生产加工业，纷纷沿袭传统的加工工艺，把原状的二水脱硫石膏和磷石膏，投资千万元设备，进行干燥、煅烧、粉磨、变成β-半水石膏，再加工生产应用。带来的问题是：一是，前期设备投入大、工艺复杂；二是，二次耗能、二次污染；三是，产品“强度低，耐水差”；四是，产品质量不稳定，影响使用；五是，成本高、不环保。

在检索资料中发现，中国发明专利申请《一种磷石膏复化砖及其生产方法》公开号：200610020054·X，有以下几个问题：一是原状的二水磷石膏，须高温、高压蒸养，压力0.1-1.3Mpa，温度100-250℃，带来二次耗能、二次污染，二是，成型后，再次高压、高温蒸养，压力为0.1-1.3Mpa，温度100-250℃，时间5-24h，带来第三次耗能、三次污染；三是，成本高，难以推广、使用；四是，只区限于磷石膏加工生产。

又检索出《一种耐水高强石膏基混凝土砖或砌块及其生产方法》，公开号：200810031154·1，不足之处是：原状二水脱硫石膏、磷石膏利用率太低，与硬石膏各占50％；

二、因为使用硬石膏，成本提高，缺乏价格优势；三是、没有湿热养护工艺，强度低、耐水差，很难达到产品质量要求；

发明内容

本发明的目的，在于提供一种免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，该技术抗压、抗折强度高、耐水性好、软化系数高，抗冻融性好、干燥收缩值低，可以做基础、承重墙体。并提供了一种石膏砖、砌块的生产方法。

本发明提供的一种免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，由以下重量、份额原材料制备：原状二水脱硫石膏或磷石膏：60-80％、火山灰活性矿物材料：10-25％；碱性激发材料：5-15％，促凝材料：0.5-2％、粗骨料：200-300％。

上述石膏砖、砌块中，所述的原状二水脱硫石膏或磷石膏，分别为火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物--脱硫石膏，和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物--磷石膏；所述的火山灰活性矿物材料为：粉煤灰、高炉矿渣微粉；所述的激发材料为：氧化钙、水泥；所述的促凝剂：硫酸纳、甲酸钙。所述的粗骨料为：采石厂瓜片碎石、河沙、粉煤灰渣。

上述石膏砖、砌块，制备方法，其步骤包括：

①将火山灰活性材料和激发剂、促凝剂材料，按配比要求，预先混合粉磨，成干粉状，装袋待用，为核心母料；

②加工生产时，现场将半湿状(附着水≤10％)原状二水脱硫石膏或磷石膏，振动过筛(￠5mm)，与核心母料、骨料、水同时混合搅拌(因附着水含量不一，加水量现场因材料而异，摸出规律，取出数据)；

③再通过成型机、将上述混合料挤压成型，

④成型砖，自然养护8-24h，再常压湿热养护：50-85℃，8-24h；

⑤成品后，外界温度≥10℃条件下，自然养护；

本发明公开的免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，技术经过反复试验室试验、中试生产，抗压、抗折，耐水性能、软化系数，抗冻融性能均佳。二水脱硫石膏、磷石膏，属气硬性材料，本身没有自硬性，也没有胶凝性。在添加了活性材料后，加上本身又属水硬性材料，在激发剂、促凝剂和水的作用下，进行水化反应，生成了钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)胶凝。钙矾石围绕着二水石膏形成密实、紧凑、均匀的骨架结构。而水化硅酸钙胶凝材料，交叉搭接，充其之中，形成整体。再加上工艺上的湿热养护，加快和完善水化反应的进程，使之生成有着足够数量、晶体形状合理、结构紧密的水化产物。使强度和耐水性得到更大提高。材料发生了质的变化，集气硬性和水硬性优势于一身。

本发明公开的免煅烧脱硫石膏、磷石膏，石膏砖、砌块的各项指标达到《混凝土实心砖》GB/T21144-2007，MU20的标准要求，即平均抗压在20Mpa以上，抗冻性能达标，软化系数0.86.本发明中二水脱硫石膏或磷石膏的最大掺量可以达到70％，能大量消耗硫、磷石膏。对于节约天然石膏资源、土地资源，减少污染，节约能源，都具有十分积极的意义。

具体实施方式

下面结合实例，对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，其组份和重量百分比为：

原状二水脱硫石膏或磷石膏： 60-80％

火山灰活性矿物材料：       10-25％

碱性激发剂：               5-15％

促凝材剂：                 0.5-2％

粗骨料：                   200-300％

以上所述的原状二水脱硫石膏、磷石膏，分别为：火电厂湿法脱硫，所产生的固体废弃物——脱硫石膏；和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物——磷石膏；所述火山灰活性矿物材料为：粉煤灰、高炉矿渣微粉；所述的激发材料为：氧化钙、水泥；所述的促凝剂为：硫酸纳、甲酸钙；

本发明石膏砖、砌块可以为实心砖、空心砖、盲孔砖。为了进一步提高砖体的性能，须在上述原料中加入粗骨料为：采石场的瓜片碎石、河砂、粉煤灰渣；

本发明中制备免煅烧脱硫石膏、磷石膏，石膏砖、砌块的方法为：

①将活性矿物材料，激发剂，促凝剂三大材料，干粉状进行预先混合粉磨，达到250目以上，装袋待用，为核心母料；

②加工生产时，现场将半湿(附着水≤10％)原状二水脱硫石膏或磷石膏，振动过筛(￠5mm)，与核心母料、骨料、水，同时混合搅拌。

③再通过成型机，将上述混合料挤压成型。

④成型砖，自然养护(静置)8-24h，再常压湿热养护50-85℃，8-24h

⑤成品后，外界温度≥10℃条件下，自然养护；

实施例一：

本实例的原材料配比为：

免煅烧二水脱硫石膏：  80％

高炉矿渣微粉          10％

粉煤灰：              3％

水泥：                5％

氧化钙：              1％

硫酸纳：              1％

河砂：                100％

石屑：                150％

其生产方法为：

1.预先将干粉状高炉矿渣微粉S95、粉煤灰II级、水泥32.5和氧化钙、硫酸纳进行混合粉磨或球磨，细度≥250目以上，增加活性，作为核心母料，装袋待用；

2.为了降低成本，河砂可用粉煤灰渣(等外级)代替；采石场的石屑，若碎屑较多，可不用河砂或粉煤灰渣，纯石屑便可，但一定级配；

3.加工生产时，将堆放的二水脱硫石膏或磷石膏附着水含量≤10％，通过振动筛(￠5mm)。与核心母料、河砂(粉煤灰渣)、石屑共同混合，兑水搅拌；

4.因二水脱硫石膏附着水含量不确定，只有现场掌握规律，确定用水量百分比；我们的经验是，手抓一把紧捏成团不散为好。

5.上述混合搅拌好的料，进入挤压成型程序，成型。

6.成型产品，静置8-24h；

7.然后进行温度为50-85℃，8-24h湿热养护，成品。

8.出来后，堆放外场，温度≥10℃条件下，自然养护。

实施例二：

本实例的原料配比为：

原状二水磷石膏：    35％

原状二水脱硫石膏：  40％

粉煤灰：            6％

高炉矿渣微粉：      15％

硅酸盐水泥：        2％

氧化钙：            2％

硫酸纳：            0.6％

河砂：              100％

石屑：              150％

本发明的生产方法为：

将干粉状的粉煤灰、矿渣微粉、水泥、氧化钙、硫酸纳，预先混合球磨，装袋计量，现场与半湿(附着水≤10％以下)原状二水硫石膏、磷石膏，经振动过筛后，再与河砂，石屑一起进入混合搅拌，挤压成型，静置8-24h再湿热50-85℃，8-24h养护。自然≥10℃条件下养护。

实施例三：

本实例的原料配比为：

原状二水脱硫石膏：    40％

原状二水磷石膏：      40％

粉煤灰：              3％

矿渣微粉：            13.5％

水泥：                2％

氧化钙：              1％

硫酸纳：              0.5％

河砂：                100％

石屑：                150％。

Claims (5)

1.免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，由以下重量份额的原料制备：

原状二水脱硫石膏或磷石膏：    60-80％

火山灰活性矿物材料：          10-25％

激发材料：                    5-15％

促凝材料：                    0.5-2％

粗骨料：                      200-300％

2.根据权力要求1所述的免煅烧脱硫石膏或磷石膏，石膏砖、砌块，其特征在于：所述的免煅烧原状二水脱硫石膏·磷石膏分别为：火电厂湿法脱硫，所产生的固体废弃物--脱硫石膏，和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物--磷石膏。

3.根据权力要求1所述的石膏砖、砌块，其特征在于：所述的火山灰活性矿物材料为：高炉矿渣微粉、粉煤灰；所述的激发材料为：氧化钙、水泥；所述的促凝材料为：硫酸纳、甲酸钙。

4.根据权力要求1所述的石膏砖、砌块，其特征在于所述的粗骨料为：采石厂的下角料碎瓜片、河砂、粉煤灰渣。

5.根据权力要求1所述石膏砖、砌块的制备方法，其步骤包括：

①将火山灰活性矿物材料和激发剂、促凝剂材料，按配比要求，预先混合粉磨，成干粉状，装袋待用。为核心母料。

②加工生产时，再将半湿状(附着水≤10％)原状二水脱硫石膏或磷石膏，振动过筛(￠5mm)，与核心母料、骨料、加水同时混合搅拌(因附着水含量不一，因此加水量现场因料而异，摸出规律，取出数据)。

③通过成型机，将上述混合料挤压成型；

④成型砖自然养护8-24h后，常压湿热养护50-85℃，8-24h

⑤成品后外界温度≥10℃条件下，自然养护。