CN109020467A - 一种活性磷尾矿的浇注材料 - Google Patents

一种活性磷尾矿的浇注材料 Download PDF

Info

Publication number
CN109020467A
CN109020467A CN201811115730.0A CN201811115730A CN109020467A CN 109020467 A CN109020467 A CN 109020467A CN 201811115730 A CN201811115730 A CN 201811115730A CN 109020467 A CN109020467 A CN 109020467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phosphorus tailing
phosphorus
tailing
parts
active phosphorus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811115730.0A
Other languages
English (en)
Inventor
郝旭涛
郑光明
李防
邹学勇
沈维云
刘鑫
张正
朱排场
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd
Original Assignee
YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd filed Critical YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd
Priority to CN201811115730.0A priority Critical patent/CN109020467A/zh
Publication of CN109020467A publication Critical patent/CN109020467A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明涉及一种活性磷尾矿的浇注材料，属于废弃物资源化应用领域。该材料原料组成及重量份为活性磷尾矿400‑500份、酸式磷酸盐80‑100份、调凝材料8‑10份、其他添加材料10‑30份、含磷废水90‑120份；本发明通过高温煅烧处理反浮选磷尾矿，生成以钙、镁碱性氧化物为主要产物的活性磷尾矿，可与酸式磷酸盐反应制备具有凝结速度适中、强度较高、耐久性较好等优越性能的磷酸盐化学键合材料。本发明不仅可以利用磷尾矿固体废弃物，还能处理含磷废水，解决磷尾矿和含磷废水引起的环境污染问题。

Description

一种活性磷尾矿的浇注材料
技术领域
本发明属于废弃物资源化应用领域，具体涉及一种磷尾矿的利用方法。
背景技术
磷尾矿作为选矿反浮选产物，其主要成分为白云石，目前对磷尾矿里面有用成分CaO和MgO的回收技术还不算成熟。磷尾矿只能作为固体废弃物堆积，这不仅是资源的浪费、土地的占用，还给周围的环境带来严重污染。将磷尾矿充分利用起来无疑是磷化工行业亟待解决的难题。
磷酸镁化学键合材料(MPC)是由氧化物与可溶性磷酸盐、外加剂以及矿物添加材料按照一定比例，在酸性条件下通过酸碱中和反应及物理作用生成以磷酸盐为黏结相的新型无机胶凝材料。MPC在室温下发生化学反应形成具有类似陶瓷体结构，操作简单方便，具有较高的力学性能、较好的耐磨性和耐酸腐蚀性等优良性能。
磷酸镁化学键合材料的主要原料为氧化镁，而氧化镁成本较高。将富含金属氧化物的磷尾矿替代氧化镁，降低此类材料的制备成本，同时可以实现工业固体废弃物资源化，同时在含磷废水治理方面提供了新思路，具有一定的环境效益和社会效益，此类技术的开发，将很大程度地拓宽磷酸盐体系胶凝材料的市场及应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性磷尾矿的浇注材料，其原料组成及重量份为活性磷尾矿400-500份、酸式磷酸盐80-100份、调凝材料8-10份、其他添加材料10-30份、含磷废水90-120份；该材料利用富含氧化钙和氧化镁的活性磷尾矿为原料，与酸式磷酸盐反应制备具有凝固速度适中、强度较高、后期强度稳定等特性的磷酸盐化学键合材料，相对于镁系磷酸盐化学键合材料，其原料成本大大降低，施工操作性更强。
所述的活性磷尾矿是磷矿选矿浮选过程中产生的富含钙镁氧化物的工业废渣经800-1200℃高温煅烧反浮选磷尾矿制得，主要成分包括碱性氧化物CaO和MgO，其中，碱性氧化物CaO和MgO合计含量不低于60%，活性磷尾矿的粒度小于100μm。
进一步优选为活性磷尾矿为1000℃高温煅烧反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为40-50%，MgO含量为20-30%；活性磷尾矿的粒度小于50μm。
所述的活性磷尾矿主要矿物相为白云石。
所述的酸式磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的一种或几种混合物。
所述的调凝材料为硼砂。
所述的其他添加材料包括石灰、矿渣，富含CaO、MgO的工业废渣，该材料粉磨至粒度小于100μm。其中钙氧化物和镁氧化物总含量不低于50%，是用来改善浇注过程中材料的可塑性以及起到增强作用；进一步优选为该材料粉磨至粒度小于50μm。
所述的含磷废水为湿法磷酸生产过程中产生的废水。
本发明另一目的是将上述活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料应用在替代水泥作为浇注材料中。
本发明另一目的是将上述活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料应用在处理含磷废水上，先将活性磷尾矿、酸式磷酸盐、调凝材料、其他添加材料按照一定配比混匀，然后按磷酸盐化学键合材料与含磷废水的质量比为1:0.2-0.4的比例，在混合物中添加含磷废水，常温下搅拌混匀后浇注成型、脱模后养护。
具体过程为先将活性磷尾矿及其他添加材料烘干、粉磨至小于100μm，再称取酸式磷酸盐、调凝材料，将以上几种原料混合均匀后，按计量加入含磷废水，在胶砂搅拌机中搅拌均匀后浇注成型，完全凝固后脱模，养护至一定龄期即可。
通过添加调凝材料的量来调节其凝固速度，适宜的凝结时间既可满足施工要求，也能保证材料的早期强度，对其后期强度无显著影响。
本发明以活性磷尾矿制备磷酸盐化学键合材料的反应体系中的氧化钙和氧化镁可以和酸式磷酸盐、含磷废水中的磷酸根离子反应，形成一定量的羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)(其中Mg可以取代Ca的位置；F取代OH的位置)，这种磷尾矿的利用方法可以处理解决含磷废水。
本发明的优点和积极效果：
(1)本发明为磷酸盐化学键合材料的制备提供了一种新方法，与以氧化镁制备的磷酸盐化学键合材料相比，活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料化学反应速率较为适中，施工性更强；
(2)本发明采用的活性磷尾矿富含CaO、MgO，与酸式磷酸盐和含磷废水反应会生成难溶的磷酸盐以及羟基磷灰石的水化产物，具有强度较高、稳定性较好的性能，因此以活性磷尾矿为原材料制备的磷酸盐化学键合材料在含磷废水污染治理上具有很广泛的应用前景，不仅实现了固体废渣的综合利用，还实现了“利废治污”环保理念；
(3)当含磷废水中磷酸根浓度很高时，完全可以替代酸式磷酸盐达到同样的效果，降低制备成本；
(4)利用活性磷尾矿中有效成分与酸式磷酸盐、含磷废水通过化学结合反应使该材料达到硬化，从而产生强度，磷尾矿的综合利用给磷酸盐水泥生产提供了一种新方法，也拓展了磷尾矿作为磷化工废弃物的资源化利用。此外，该浇注材料大量利用了磷尾矿，降低材料的成本，同时解决了磷尾矿的环保堆存难题。
附图说明
图1是实施例1以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料XRD图；
图2是实施例1以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料SEM图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步的阐述，但本发明的技术内容不限于所述范围。
实施例1：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿400g、磷酸二氢钾100 g、硼砂8 g；所述的活性磷尾矿为1000℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为45%，MgO含量为25%；活性磷尾矿的粒度为40-50μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将上述混合好的原料508 g与100g水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为30 min时，3d、28d抗压强度分别为17.2 Mpa、28.8Mpa；对该材料进行XRD物相分析，结果见图1，从图中可以看出该材料含有碳酸钙、羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)或氟磷灰石(Ca5(PO4)3F)(其中Ca可以被Mg替代；OH可以被F替代)，还含有未分解的白云石矿物(CaMg(CO3)2)；对该材料进行SEM形貌分析，结果见图2，从图中可以看到水化产物结晶度较高，晶型完整，呈层叠的片状结构，材料结构较为致密，但仍能观察到气孔存在。
实施例2：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿500g、磷酸二氢钾100 g、硼砂10 g；所述的活性磷尾矿为1000℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为45%，MgO含量为25%；活性磷尾矿的粒度为60-80μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将混合好的原料610 g与90 g含磷废水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为35min时，3d、28d抗压强度分别为15.9 Mpa、25.6 Mpa。
实施例3：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿500g、磷酸二氢钾100 g、硼砂10 g、石灰30 g，其中石灰主要成分的含量为6.5% SiO2，5.2%Al2O3，4.5%MgO，79.8% CaO；所述的活性磷尾矿为1000℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为45%，MgO含量为25%；活性磷尾矿的粒度为60-70μm，石灰粒度小于100 μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将混合好的原料640 g与120 g含磷废水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为28 min时，3 d、28 d抗压强度分别为15.7 Mpa、26.5 Mpa。
实施例4：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿500g、酸式磷酸盐（磷酸二氢钾70 g、磷酸二氢铵30g）、硼砂12g；所述的活性磷尾矿为1200℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为50%，MgO含量为30%；活性磷尾矿的粒度为60-70μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将混合好的原料612 g与120 g含磷废水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为49 min时，3 d、28 d抗压强度分别为15.3 Mpa、27.7 Mpa。
实施例5：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿500g、磷酸二氢钾100 g、硼砂12 g、矿渣30 g，其中矿渣主要成分的含量为33.7% SiO2，10.2%Al2O3，6.5%MgO，46.8% CaO；所述的活性磷尾矿为1000℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为45%，MgO含量为25%；活性磷尾矿的粒度为70-80μm，矿渣粒度小于100 μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将混合好的原料642 g与100 g含磷废水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为39min时，3 d、28 d抗压强度分别为14.7 Mpa、25.6 Mpa。
实施例6：以活性磷尾矿制备的磷酸盐化学键合材料的原料组成为活性磷尾矿500g、磷酸二氢钠100 g、硼砂12 g、石灰20 g，其中石灰主要成分的含量为6.5% SiO2，5.2%Al2O3，4.5%MgO，79.8% CaO；所述的活性磷尾矿为1100℃高温煅烧2h反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为49%，MgO含量为30%，石灰粒度小于100 μm。
将上述磷酸盐化学键合材料用于浇注材料使用，将混合好的原料632 g与120 g含磷废水在常温下搅拌均匀后浇注成型，脱模后在常温下、空气环境中养护，测试其力学性能：凝固时间为35 min时，3 d、28 d抗压强度分别为12.7 Mpa、23.6 Mpa。

Claims (8)

1.一种活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：活性磷尾矿400-500份、酸式磷酸盐80-100份、调凝材料8-10份、其他添加材料10-30份、含磷废水90-120份。
2.根据权利要求1所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，活性磷尾矿为800-1200℃高温煅烧反浮选磷尾矿制得，主要成分包括碱性氧化物CaO和MgO，其中，碱性氧化物CaO和MgO合计含量不低于60%，活性磷尾矿的粒度小于100μm。
3.根据权利要求2所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，活性磷尾矿为1000℃高温煅烧反浮选磷尾矿制得，主要成分中碱性氧化物CaO含量为40-50%，MgO含量为20-30%；活性磷尾矿的粒度小于50μm。
4.根据权利要求1所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，酸式磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，调凝材料为硼砂。
6.根据权利要求1所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，其他添加材料包括石灰、矿渣，该材料粉磨至粒度小于100μm。
7.根据权利要求6所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，其他添加材料为富含CaO、MgO的工业废渣，其中钙氧化物和镁氧化物总含量不低于50%，该材料粉磨至粒度小于50μm。
8.根据权利要求1所述的活性磷尾矿的浇注材料，其特征在于，含磷废水为湿法磷酸生产过程中产生的废水。
CN201811115730.0A 2018-09-25 2018-09-25 一种活性磷尾矿的浇注材料 Pending CN109020467A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811115730.0A CN109020467A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种活性磷尾矿的浇注材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811115730.0A CN109020467A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种活性磷尾矿的浇注材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109020467A true CN109020467A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64617865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811115730.0A Pending CN109020467A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种活性磷尾矿的浇注材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109020467A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100284881A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Nippon Concrete Industries Co., Ltd. Dephosphorization material, dephosphorization apparatus, and dephosphorization by-product
CN102557834A (zh) * 2012-03-01 2012-07-11 瓮福（集团）有限责任公司 利用磷矿尾矿生产复合肥填充料的方法
CN104387121A (zh) * 2014-11-10 2015-03-04 瓮福（集团）有限责任公司 一种制备磷镁肥的方法
CN105645797A (zh) * 2016-01-06 2016-06-08 昆明理工大学 一种铬铁渣基钙系磷酸盐化学键合材料及其用途
CN105772484A (zh) * 2016-03-23 2016-07-20 武汉纺织大学 一种城市生活污泥焚烧灰渣无害化处理技术及磷化合物的回收方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100284881A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Nippon Concrete Industries Co., Ltd. Dephosphorization material, dephosphorization apparatus, and dephosphorization by-product
CN102557834A (zh) * 2012-03-01 2012-07-11 瓮福（集团）有限责任公司 利用磷矿尾矿生产复合肥填充料的方法
CN104387121A (zh) * 2014-11-10 2015-03-04 瓮福（集团）有限责任公司 一种制备磷镁肥的方法
CN105645797A (zh) * 2016-01-06 2016-06-08 昆明理工大学 一种铬铁渣基钙系磷酸盐化学键合材料及其用途
CN105772484A (zh) * 2016-03-23 2016-07-20 武汉纺织大学 一种城市生活污泥焚烧灰渣无害化处理技术及磷化合物的回收方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103508689B (zh) 一种低成本制备α型半水石膏的方法及所制备的α型半水石膏及石膏砌块
CN106430273B (zh) 一种用磷石膏制备无水硫酸钙填料的方法
CN106007430B (zh) 一种铜渣基铁系草酸盐化学键合材料及其用途
CN111187045A (zh) 一种利用钢渣砂和选矿废弃物制备的矿山井下充填砂浆
CN104725001A (zh) 一种含电解锰渣组合物及在制备电解锰渣双免砖上的应用
CN113502164A (zh) 一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品
CN104086149A (zh) 一种磷石膏免烧砖的制备方法
CN105967541A (zh) 一种硫铝酸盐水泥促凝剂及其制备方法
CN105645797A (zh) 一种铬铁渣基钙系磷酸盐化学键合材料及其用途
CN103395817B (zh) 一种高纯度无水硫酸钙的制备方法
CN108178653A (zh) 一种利用锰渣烧结的多孔砖及其制备方法
CN108046621A (zh) 一种煅烧白云石粉的制备方法
KR101352401B1 (ko) 슬래그 시멘트 조성물 및 이를 이용한 슬래그 시멘트 혼입 모르타르
CN114804672A (zh) 一种超细铁尾砂充填胶凝材料及其制备方法
CN107586092B (zh) 一种可以远距离泵送的钾盐矿充填料及其制备方法
KR20150134592A (ko) 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법
CN109133775A (zh) 锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法
KR101324548B1 (ko) 강도증진용 시멘트 혼합제를 이용한 시멘트 조성물
CN108726950A (zh) 一种低成本高强度环保型砖的制备方法
CN108275898A (zh) 一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法
CN109020467A (zh) 一种活性磷尾矿的浇注材料
CN110550927A (zh) 一种工业尾气协同制备工业废石膏砂浆及毒性解决方法
CN109265115A (zh) 一种无机凝胶及其制作方法
CN111606646A (zh) 一种基于磷石膏的抹灰石膏及其制备方法
KR101392271B1 (ko) 강도증진용 시멘트 혼합제 및 이를 이용한 시멘트 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181218