CN109734344B

CN109734344B - 一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法

Info

Publication number: CN109734344B
Application number: CN201910162018.4A
Authority: CN
Inventors: 曾润国; 葛云松
Original assignee: Kunming Chuan Jinnuo Chemical Industry Co ltd
Current assignee: Kunming Chuan Jinnuo Chemical Industry Co ltd
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2039-03-05
Also published as: CN109734344A

Abstract

一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，是用生石灰粉、碳酸钙粉等碱性含钙改性剂调节半水磷石膏的pH，通过熟化、翻堆等工序对半水磷石膏进行改性，使半水磷石膏在碱性条件下进行自然转晶为二水石膏以达到代替天然石膏做水泥缓凝剂的目的。本发明充分利用自然转晶过程的化学热降低产品附着水，流程短、无需烘干、无需造粒、设备投资低、能耗低，所产水泥缓凝剂性质稳定、所含水溶性磷低、水溶性氟低、流动性能好，对磷石膏走绿色发展之路具有十分重要的指导意义。

Description

一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法。

背景技术

半水磷石膏是半水湿法磷酸生产过程中的副产物，每生产1吨P₂O₅将排放约7吨半水石膏，随着磷肥工业的发展每年有数千万吨的磷石膏排放，不仅污染环境，还极大的制约了企业的发展。近年来，针对当前资源约束紧、环境污染严重、生态退化的现状，从中央到地方已把磷石膏堆放污染问题作为重点整治对象，并重拳出击，对磷石膏绿色发展和环境保护提出了更加严厉的要求。磷石膏走绿色发展之路已成为必然。与天然石膏相比，半水磷石膏纯度高、排放量大，但综合利用率低。通过对半水磷石膏改性生产水泥缓凝剂，不仅可以变废为宝，提高企业的经济效益，在促进磷石膏走绿色发展之路方面还具有更加重要的指导意义。

水泥企业每年需要大量的天然石膏作为水泥缓凝剂使用，但半水磷石膏化学组分及结构均与天然石膏不同，要将半水石膏运用于水泥中做缓凝剂必须对半水石膏进行改性，并使改性后半水磷石膏达到以下要求：

(1)与天然石膏化学组分及结构相同；

(2)水溶性磷含量低于0.1％，水溶性氟含量低于0.1％；

(3)含水率低，一般要求低于16％；

(4)流动性好，添加过程能均匀掺入且不会造成堵料现象。

目前，国内制备磷石膏水泥缓凝剂的方法，一般是采用将磷石膏经过净化、中和、煅烧、再水化、成球等工序制成粒状产品的工艺，该工艺虽然能制得产品质量稳定、符合要求的产品，但流程长、设备投资高、能耗高。

发明内容

本发明的目的在于，解决半水磷石膏不能直接用作水泥缓凝剂的问题，提供了一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，本发明对半水磷石膏做改性生产水泥缓凝剂，充分利用改性过程产生的化学热，不仅可以将半水磷石膏变废为宝，提高企业的经济效益，对环境保护更有深远的意义。

本发明通过以下步骤得以实现：

一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，用生石灰粉、碳酸钙粉两种碱性含钙改性剂调节半水磷石膏的pH，通过熟化、翻堆工序对半水磷石膏进行改性，使半水磷石膏在碱性条件下进行自然转晶为二水石膏；

其中，所述的半水磷石膏为半水湿法磷酸工业副产物；

所述半水磷石膏水溶性五氧化二磷质量分数小于3％，水溶性氟小于1％,附着水质量分数与结晶水质量分数之和小于36％。

所述的pH，用生石灰粉、碳酸钙粉两种碱性含钙改性剂调节半水磷石膏的pH值为11～14，优选pH为12～13；

所述生石灰粉的加入质量为半水磷石膏湿基质量的0.4％～5％，碳酸钙粉加入量为半水磷石膏湿基质量的0％～2％；优选加入生石灰粉的质量为半水磷石膏水溶磷质量的1.5倍；进一步优选先加入碳酸钙粉质量为半水磷石膏质量的2％，混匀后再加入半水磷石膏水溶磷质量0.5倍的生石灰粉；

所述熟化时间3～7天，优选熟化时间5～7天；

所述翻堆是根据改性后物料情况进行，翻堆次数1～2次，优选熟化第三天翻堆一次，充分利用半水石膏转化为二水石膏的化学热带走部分附着水。

本发明生石灰粉、碳酸钙粉均过80目。

本发明半水石膏转化为二水石膏的过程中，由于半水石膏及碱性钙质材料具备凝胶性而呈球状，改性后磷石膏无需造粒即可获得较好的流动性。

本发明所述改性后的磷石膏需符合GB/T23456-2018二级品标准要求，其中：附着水质量分数为7％～10％，二水硫酸钙(干基)质量分数大于85％，水溶性五氧化二磷质量分数为0.00％～0.08％，水溶性氟质量分数为0.00～0.07％，pH为7～9。

半水石膏转化为二水石膏的过程中，由于半水石膏及碱性钙质材料具备凝胶性而呈球状，改性后磷石膏无需造粒即可获得较好的流动性。

本发明的有益效果在于：

1、直接对半水磷石膏进行改性，改性后无需造粒、烘干工序，能够大幅降低能耗。

2、借助现有场地进行改造，在半水磷石膏带滤机出口添加改性剂，易于实现工业化生产。

3、通过翻堆可以利用半水石膏转化为二水石膏释放的化学热带走部分附着水分，同时避免磷石膏结块，无需打散。

4、半水石膏转化为二水石膏的过程中，由于半水石膏及碱性钙质材料具备凝胶性而呈球状，改性后磷石膏无需造粒即可获得较好的流动性。

附图说明

图1是本发明实施例中工艺流程示意图；

图2、图3、图4是部分实施例改性后磷石膏的形状。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明的实质特性和优势做进一步的说明。

实施例一

取1000g半水磷石膏初始pH2.24，加入15g生石灰粉混合均匀后pH12.37，熟化5天即可。

实施例一样品指标

实施例二

取5000g半水磷石膏初始pH2.25、加入125g生石灰粉混合均匀后pH12.35，熟化7即可。

实施例二样品指标

实施例三

取5000g半水磷石膏初始pH3.48、加入25g生石灰粉混合均匀后pH12.12，熟化7即可。

实施例三样品指标

实施例四

取5000g半水磷石膏初始pH1.85、加入200g生石灰粉混合均匀后pH13.38，熟化4即可。

实施例四样品指标

实施例五

取5000g半水磷石膏初始pH1.97、加入100g碳酸钙粉混合均匀后pH4.68，再加入25g石灰粉混合均匀后pH12.63，熟化7天即可。

实施例五样品指标

实施例六

向过滤100t/h湿基半水磷石膏的带滤机出口均匀添加生石灰粉，添加石灰粉的量为2t/h,通过皮运机出口的混合作用将半水磷石膏和生石灰粉混合均匀，运至磷石膏堆场熟化7天。改性前半水磷石膏pH 2.68，皮运机出口与生石灰粉混合均匀的磷石膏pH 12.50。

实施例六样品指标

实施例七

向过滤100t/h湿基半水磷石膏的带滤机出口均匀添加生石灰粉，添加石灰粉的量为3.5t/h,通过皮运机出口的混合作用将半水磷石膏和生石灰粉混合均匀，运至磷石膏堆场熟化3天后用铲车翻堆一次，继续熟化4天。改性前半水磷石膏pH 1.98，皮运机出口与生石灰粉混合均匀的磷石膏pH 11.46。

实施例七样品指标

实施例八

取100吨渣场堆存的半水磷石膏，加入磷石膏湿基质量3.5吨的生石灰粉用铲车混合均匀，熟化3天后用铲车翻堆一次，继续熟化2天。

实施例八样品指标

Claims

1.一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，其特征在于，用生石灰粉、碳酸钙粉两种碱性含钙改性剂调节半水磷石膏的pH，通过熟化、翻堆工序对半水磷石膏进行改性，使半水磷石膏在碱性条件下进行自然转晶为二水石膏；

其中，所述的半水磷石膏为半水湿法磷酸工业副产物；

所述半水磷石膏水溶性五氧化二磷质量分数小于3％，水溶性氟小于1％,附着水质量分数与结晶水质量分数之和小于36％；

所述的pH，用生石灰粉、碳酸钙粉两种碱性含钙改性剂调节半水磷石膏的pH值为11～14；

所述生石灰粉的加入质量为半水磷石膏湿基质量的0.4％～5％，碳酸钙粉加入量为半水磷石膏湿基质量的0％～2％；

所述熟化时间3～7天；

所述翻堆是根据改性后物料情况进行，翻堆次数1～2次，充分利用半水石膏转化为二水石膏的化学热带走部分附着水。

2.根据权利要求1所述的一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，其特征在于，生石灰粉、碳酸钙粉均过80目。

3.根据权利要求1所述的一种利用半水磷石膏制备水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述改性后的磷石膏需符合GB/T23456-2018二级品标准要求，附着水质量分数为7％～10％，二水硫酸钙干基质量分数大于85％，水溶性五氧化二磷质量分数为0.00％～0.08％，水溶性氟质量分数为0.00～0.07％，pH为7～9。