CN109824331B

CN109824331B - 利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法

Info

Publication number: CN109824331B
Application number: CN201910266759.7A
Authority: CN
Inventors: 黄钰雪; 朱书辰
Original assignee: Sichuan Xinlin Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Xinlin Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2039-04-03
Also published as: CN109824331A

Abstract

本发明提供的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，所述方法包括：S1.气孔基层制备，将硅石粉和石灰石粒料混匀并均匀布设在基层成型模具底部，再将黄磷熔渣浇筑入基层成型模具内，经过保温、冷却、切割工序后制得气孔基层型材；S2.面层制备及轻型复合人造石型材成型，将粘合剂与天然石材粒料或粉料、无机矿物颜料混合搅拌得到混合料，并将气孔基层型材放入人造石成型模具底部，再将混合料注入人造石成型模具内经复合工序均匀覆于气孔基层型材表面形成面层；最后经固化、脱模、抛光工序制得轻型复合人造石型材。本发明的有益效果体现在，既降低了气孔基层型材比重，又降低了黄磷熔渣中残留的游离氧化钙和氧化镁含量，实现黄磷熔渣变废为宝。

Description

利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法

技术领域

本发明涉及冶金化工和建材技术领域，尤其涉及一种利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法。

背景技术

人造石是以高分子聚合物或水泥或两者混合物为粘合剂，以天然石材碎料和/或天然石英石或氢氧化铝粉等为主要原料，加入颜料及其他辅助剂，经混合搅拌、凝结固化等工序复合而成的材料。主要包括人造石实体面料，人造石石英石和人造石岗石等产品。按粘合剂的成分不同，分为有机、无机和有机-无机复合人造石三大类。

有机人造石是以碎石、石粉等为基础原料，以合成树脂为粘合剂，经搅拌成型、凝固、切割、抛光等工序制成。其优点是结构致密、表面光滑、色彩丰富、装饰性强；不足是表面硬度低，抗刻划性能弱，耐热性差、耐老化性差。无机人造石主要使用无机粘合剂，如水泥、菱苦土、石膏等胶结碎石、石粉等天然矿物原料、无机工业废渣或无机化工原料，经搅拌成型、凝固、切割、抛光等工序制成。优点是不含对人体有害的可挥发性有机物，耐热、防火、耐老化性强；不足是石材的强度较低、光泽度较低、抗污性差。有机-无机复合人造石兼具了前两者的优点，用有机、无机两种粘合剂胶结碎石、石粉等骨料，经搅拌成型、凝固、切割、抛光等工序制成。包括两类：一类是均一结构的块材，用混合胶黏剂胶结碎石、石粉而成，耐热性和抗翘曲变形有较大改善；另一类为复层结构板材，其底层或称基层为混凝土结构，面层为树脂型人造石结构。而复层结构板材存在的主要问题是表面层易剥离、脱落。

黄磷熔渣是电炉法生产黄磷的副产物，温度为1350～1450℃，冷却后为块状结晶，呈淡灰色到灰色，发育有气孔及晶洞，并在其中广泛发育了针状晶簇，其抗压强度大于1600kg/cm²(160MPa)，超过花岗斑岩和细砂岩的抗压强度。每生产1t黄磷副产熔渣7.5～11.8t。主要矿物成分是环状硅灰石、枪晶石和两种成分稍有差异的硅酸钙及少量的活性氧化钙，副产物有磷灰石、木屑石、金红石等。化学组成为：CaO含量47％～52％，SiO₂含量40％～43％，Al₂O₃含量2％～8％，MgO含量0.80％～2.5％，Fe₂O₃含量0.3％～0.9％，P₂O₅含量0.80％～3.5％，F含量1％～3％。硬度5，比重2.89。其中，游离的活性氧化钙和活性氧化镁约占4％～5％，是黄磷熔渣用于建材产品最主要的有害成分。

据相关资料统计，我国现有电炉法黄磷生产装置392台(套)，装机规模394.7万KVA，生产能力191.40万t/a，实际产量约80万t/a，副产黄磷熔渣约800万t/a。现有的黄磷电炉大多数采用熔渣间断自流出渣，经磷铁沉降后，1200～1450℃的熔渣流入水淬池水淬，获得水淬渣，在此过程中产生大量的弥散型乏蒸汽，造成严重的环境污染和视觉污染。目前，除部分水淬渣用于生产矿渣水泥和矿渣微粉外，绝大部分均以尾矿库堆存，成为各级政府和环保部门非常头疼的固态废物。

如何实现黄磷熔渣、黄磷熔渣潜热和黄磷尾气的资源综合利用，是黄磷行业亟待解决的问题。如何克服有机-无机复合的复层结构人造石型材表面层易剥离、脱落，也是人造石行业亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，实现黄磷熔渣的综合利用，并解决有机-无机复合人造石表面层易剥离、脱落的问题。

本发明的技术方案是，提供一种利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，所述方法包括：

S1.气孔基层制备，将硅石粉和石灰石粒料混匀并均匀布设在基层成型模具底部，再将黄磷熔渣浇筑入基层成型模具内，经过保温、冷却、切割工序后制得气孔基层型材；

S2.面层制备及轻型复合人造石型材成型，将粘合剂与天然石材粒料或粉料、无机矿物颜料混合搅拌得到混合料，并将气孔基层型材放入人造石成型模具底部，再将混合料注入人造石成型模具内经复合工序均匀覆于所述气孔基层型材表面形成面层，用以面层与气孔基层型材粘合，所述面层厚度为4～6mm；最后经固化、脱模、抛光工序制得轻型复合人造石型材。

优选方案，所述硅石粉粒径小于0.5mm，所述石灰石粒料粒径为1～5mm。

优选方案，所述硅石粉与所述黄磷熔渣的质量份数比为(3～6):100，所述石灰石粒料与所述黄磷熔渣的质量份数比为(5～10):100；所述硅石和石灰石中氧化镁含量均低于1.0％。

优选方案，所述保温工序包括：对浇筑入成型模具的黄磷熔渣保温5～15min，温度维持为1200～1450℃。

优选方案，所述黄磷熔渣浇筑厚度为25～165mm。

优选方案，所述复合工序包括振动和抽真空处理，所述振动处理过程中振动时间为5～120s，振动频率为50～500Hz，振幅为0.1～1mm；所述抽真空处理过程中真空度为-970～-750KPa。

优选方案，所述粘合剂选择有机粘合剂时，包括甲基丙烯酸甲酯或不饱和聚酯树脂；所述粘合剂选择无机粘合剂时，包括水泥和/或石膏。

优选方案，所述天然石材包括大理石、石灰石、方解石、石英砂中的一种或多种。

优选方案，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂有机粘合剂时，所述不饱和聚酯树脂添加固化剂，所述固化剂与不饱和聚酯树脂的质量份数比为(2～3):100，所述固化剂选择过氧化甲乙酮。

优选方案，所述固化工序中固化时间为30～120min，温度为60～115℃，最大升温速率为2℃/min。

优选方案，所述固化工序中固化热源可采用所述气孔基层型材经冷却工序回收获得的余热。

优选方案，所述粘合剂选择水泥和石膏无机粘合剂时，采用自然养护、蒸汽养护或蒸压养护方式进行固化；所述蒸汽养护过程中温度为60～100℃，时间为24～72h；所述蒸压养护过程中温度为120～210℃，压力为0.5～2MPa，升温时间为1～3h，恒温时间为4～8h，降温时间为1～3h。

优选方案，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂，所述天然石材粒料或粉料选择大理石碎石、石英砂和方解石粉，在面层制备时原料中不饱和聚酯树脂:石英砂:大理石碎石:方解石粉:无机矿物颜料的质量份数比为31:23:23:23:1.5；在气孔基层型材制备时，所述硅石粉与黄磷熔渣的质量份数比为6:100，所述石灰石粒料与黄磷熔渣的质量份数比为10:100。

本发明的有益效果体现在，提供一种利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，通过以1～5mm的石灰石粒料作为黄磷熔渣发泡剂，在1200～1450℃的保温条件下能较均匀地在5～15min内持续释放二氧化碳气体，二氧化碳气体在熔渣中形成气泡和贯穿气道，所制得黄磷熔渣气孔基层型材的气孔和气泡率达到41％～50％，且气孔基层型材的比重仅为混凝土基材的60％～75％；既降低了气孔基层型材的比重，又降低了黄磷熔渣中残留的游离氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)的含量，确保了气孔基层型材后期不因超量的游离CaO、MgO与空气中的水分和CO₂发生反应导致变形、破损和开裂；其中贯穿气道是后期面层混合料与气孔基层型材粘合牢固的锚固通道，粘合剂可从贯穿气道渗入气孔基层型材，使面层与气孔基层型材牢固粘合；由于大量利用生产黄磷产生的副产物黄磷熔渣，并利用黄磷尾气作为保温燃料，较传统人造石的成本降低50％左右(其中原料成本降低65％左右)，不仅可以解决传统有机-无机复合人造石复层结构表面层易剥离、脱落、比重大和成本高的问题，同时实现黄磷熔渣、黄磷熔渣潜热、黄磷尾气和天然碎石的资源综合利用，变废为宝，促进了电热法黄磷的循环清洁生产；此外，采用粘合剂结合高硬度碎石所制备的轻型复合人造石型材，有效改善其表面硬度、抗刻划性、耐热性和耐老化性。

附图说明：

图1为本发明实施例所述利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供的具体实施例如下：

本实施例的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，所述方法包括：

S1.气孔基层制备，将硅石粉和石灰石粒料混匀并均匀布设在基层成型模具底部，再将黄磷熔渣浇筑入基层成型模具内，经过保温、冷却、切割工序后制得气孔基层型材；其中，基层成型模具选用耐1600℃以上材质，如莫来石棚板；

S2.面层制备及轻型复合人造石型材成型，将粘合剂与天然石材粒料或粉料、无机矿物颜料混合搅拌得到混合料，并将气孔基层型材放入人造石成型模具底部，再将混合料注入人造石成型模具内经复合工序均匀覆于所述气孔基层型材表面形成面层，用以面层与气孔基层型材粘合，所述面层厚度为4～6mm；最后经固化、脱模、抛光工序制得轻型复合人造石型材。上述天然石材粒料或粉料也可直接用无机化学原料代替，如氧化铝、氧化钛、氧化铁、氢氧化铝、玻璃粉、硅藻土、长石粉、石英粉、白炭黑、硅灰石、云母粉、碳酸钙、硫酸钙、高岭土、滑石粉、重晶石、叶腊石等。

优选实施例方案，所述硅石粉粒径小于0.5mm，所述石灰石粒料粒径为1～5mm。石灰石粒料与硅石粉粒径大小相互搭配，石灰石粒料堆积形成间隙，硅石粉填充于部分间隙内，当高温的黄磷熔渣注入基层成型模具时，由于黄磷熔渣比重大于硅石粉比重和石灰石粒料比重，黄磷熔渣沿石灰石粒料间隙渗入，促使石灰石粒料和硅石粉缓慢上浮，黄磷熔渣逐步填满基层成型模具底部，在保温过程中由于高温促使石灰石CaCO₃成分分解，并促使反应生成的和黄磷熔渣中游离的氧化钙(CaO)与硅石粉SiO₂成分反应，最终使黄磷熔渣与石灰石粒料以及硅石粉反应生成的硅酸盐结合为整体。由于石灰石粒料CaCO₃成分高温下分解为二氧化碳气体(CO₂)和氧化钙(CaO)，将作为黄磷熔渣发泡剂使其在基层成型模具中高度增加，因此选择基层成型模具高度为黄磷熔渣、石灰石粒料与硅石粉在模具内堆积高度的2～2.5倍。

优选实施例方案，所述硅石粉与所述黄磷熔渣的质量份数比为(3～6):100，所述石灰石粒料与所述黄磷熔渣的质量份数比为(5～10):100；所述硅石和石灰石中氧化镁含量均低于1.0％。控制硅石和石灰石中氧化镁含量，利于确保后期气孔基层型材不会因超量的游离CaO、MgO与空气中的水分和CO₂发生反应导致变形、破损和开裂。

优选实施例方案，所述保温工序包括：对浇筑入基层成型模具的黄磷熔渣保温5～15min，温度维持为1200～1450℃。保温处理利于促进CaCO₃分解反应以及氧化钙(CaO)与硅石粉中SiO₂成分反应，保证足够的反应时间以及反应温度。

将占黄磷熔渣质量比3％～6％的粒径小于0.5mm的硅石粉(主要成分SiO₂)和占熔渣质量比5％～10％的粒径为1～5mm的石灰石粒料(主要成分CaCO₃)混匀并均匀地布设在基层成型模具底部，浇筑入1200～1450℃的黄磷熔渣25～165mm并经1200～1450℃保温5～15min，使98％以上的石灰石粒料分解为二氧化碳气体(CO₂)和氧化钙(CaO)，反应方程式为：CaCO₃→CaO+CO₂↑，二氧化碳气体(CO₂)在黄磷熔渣中形成气孔和贯穿气道，反应生成的和黄磷熔渣中游离的氧化钙(CaO)与硅石粉(SiO₂)在1200～1450℃高温条件下生成硅酸钙(CaSiO₃)，反应方程式为：CaO+SiO₂→CaSiO₃，黄磷熔渣中游离的氧化镁(MgO)与硅石粉(SiO₂)在1200～1450℃高温条件下生成硅酸镁(MgSiO₃)，反应方程式为：MgO+SiO₂→MgSiO₃；通过上述系列工序，即以1～5mm的石灰石粒料作为黄磷熔渣发泡剂，在1200～1450℃的保温条件下能较均匀地在5～15min内持续释放二氧化碳气体，所制得黄磷熔渣气孔基层型材的气孔和气泡率达到41％～50％，且气孔基层型材的比重仅为混凝土基材的60％～75％，强度高且成本低廉。采用上述方案，既降低了气孔基层型材的比重，又降低了黄磷熔渣中残留的游离氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)的含量，确保了气孔基层型材后期不因超量的游离CaO、MgO与空气中的水分和CO₂发生反应导致变形、破损和开裂。其中贯穿气道是后期面层混合料与气孔基层型材粘合牢固的锚固通道，极大地增加了面层与气孔基层粘合的接触面积，粘合剂可从贯穿气道渗入气孔基层型材，使面层与气孔基层型材牢固粘合。经冷却后，再进行切割处理可得到气孔和气泡率达41％～50％的黄磷熔渣气孔基层型材。若制备JC/T908-2013标准的Ⅰ～Ⅲ型实体面材，气孔基层型材切割厚度为8mm；若制备人造石英石和人造岗石，气孔基层型材切割厚度为8～25mm。

优选实施例方案，所述复合工序包括振动和抽真空处理，所述振动处理过程中振动时间为5～120s，振动频率为50～500Hz，振幅为0.1～1mm；所述抽真空处理过程中真空度为-970～-750KPa。振动处理将面层混合料变得更加致密，抽真空处理利于排出混合料中的气泡而减少面层内部气孔缺陷，还可促使粘合剂渗入气孔基层型材的气孔中，利于面层的整体结构强度。

优选实施例方案，所述粘合剂选择有机粘合剂时，包括甲基丙烯酸甲酯或不饱和聚酯树脂；所述粘合剂选择无机粘合剂时，包括水泥和/或石膏。其中有机粘合剂和无机粘合剂可以单独使用，可以将两者混合后的混合物作为粘合剂使用。

优选实施例方案，所述天然石材包括大理石、石灰石、方解石、石英砂中的一种或多种。本实施例所述方法制备面层时可制备人造石实体面材层、人造石石英石层和人造石岗石层。若制备人造石实体面材层，以甲基丙烯酸甲酯(MMA，俗称亚克力)或不饱和聚酯树脂(UPR)为粘合剂，以氢氧化铝为填料制成；该层无孔均质，贯穿整个厚度的组成具有均一性，通过维护和翻新可使表面回复如初，面层厚度为4mm。若制备人造石石英石层，可采用天然石英砂或石英粉、硅砂、尾矿渣等无机硅质材料为主要原料，采用高分子聚合物或水泥或两者混合物为粘合剂制成，面层厚度为4～6mm。若制备人造石岗石层，可采用大理石或石灰石的粒料或粉料为主要原料，采用高分子聚合物或水泥或两者混合物为粘合剂制成，面层厚度为4～6mm。

优选实施例方案，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂有机粘合剂时，所述不饱和聚酯树脂添加固化剂，所述固化剂与不饱和聚酯树脂的质量份数比为(2～3):100，所述固化剂选择过氧化甲乙酮。若采用人工调配配比，则取固化剂与不饱和聚酯树脂的质量份数比为2:100；若采用机械化调配配比，则取固化剂与不饱和聚酯树脂的质量份数比为2.5:100或3:100。

优选实施例方案，所述固化工序中固化时间为30～120min，温度为60～115℃，最大升温速率为2℃/min。

优选实施例方案，所述固化工序中固化热源可采用所述气孔基层型材经冷却工序回收获得的余热。

优选实施例方案，所述粘合剂选择水泥和石膏无机粘合剂时，采用自然养护、蒸汽养护或蒸压养护方式进行固化；其中自然养护达到初期强度即可，初期强度指轻型复合人造石型材达到不变形、不破损的强度；所述蒸汽养护过程中温度为60～100℃，时间为24～72h；所述蒸压养护过程中温度为120～210℃，压力为0.5～2MPa，升温时间为1～3h，恒温时间为4～8h，降温时间为1～3h。

无机矿物颜料还可喷涂或喷淋在未经固化的面层表面，通过喷涂或喷淋在未经固化和抛光工序的面层表面还可以获得任意图案的仿真效果。无机矿物颜料包括：红色颜料氧化铁红、镉红、硒铬红或钼铬；黄色颜料氧化铁黄、镉黄、钛黄、钛铬黄或钛钼黄；绿色颜料氧化铬绿、铅铬绿或铬铁绿；蓝色颜料铁蓝或钴蓝；黑色颜料炭黑、铁铬黑、铜铬黑、钛黑或钴黑；白色颜料钛白粉或立德粉。将两种或两种以上不同颜色的无机矿物颜料分别制备的单色面层混合料在气孔基层型材的不同位置或不同层次进行复合，和/或将不同颜色的无机矿物颜料喷涂或喷淋在未经固化和抛光工序的面层表面可以获得任意天然图案的仿真效果。此外，利用无机颜料将天然石英砂染色后制备的面层，可以获得天然花岗石的仿真效果。

优选实施例方案，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂，所述天然石材粒料或粉料选择大理石碎石、石英砂和方解石粉，在面层制备时原料中不饱和聚酯树脂:石英砂:大理石碎石:方解石粉:无机矿物颜料的质量份数比为31:23:23:23:1.5；在气孔基层型材制备时，所述硅石粉与黄磷熔渣的质量份数比为6:100，所述石灰石粒料与黄磷熔渣的质量份数比为10:100。如某磷化工厂将硅石破碎为粒径小于0.5mm的硅石粉，将石灰石破碎为粒径1～5mm的粒料，将占黄磷熔渣质量比6％的硅石粉和占黄磷熔渣质量比10％的石灰石粒料混匀并均匀地布设在基层成型模具底部，将黄磷熔渣浇筑入基层成型模具内，浇筑厚度为25mm，采用黄磷尾气燃烧热能对装填入基层成型模具的黄磷熔渣保温15min，使黄磷熔渣保持温度为1300℃，冷却后制得50mm气孔基层型材，再切割为8mm厚制得气孔和气泡率为50％的气孔基层型材。按不饱和聚酯树脂:石英砂:大理石碎石:方解石粉:无机矿物颜料的质量份数比为31:23:23:23:1.5的配比，将上述原料混合搅拌后，再将混合料注入已放入气孔基层型材的人造石成型模具中，经复合工序均匀覆于气孔基层型材上作面层，面层厚度为4mm，控制振动时间30s，振动频率50Hz，振幅0.5mm，真空度－0.09MPa，再在115℃温度条件下经1h固化，最后经抛光处理制成符合标准的适用于台面、墙、地面、装饰性面材等使用的轻型复合人造石型材，如轻型复合人造石地板、轻型复合人造石装饰墙板和轻型复合人造石桌面。通过无机矿物颜料的选择，制得复合人造石型材的颜色包括土耳其白沙米黄色、欧典米黄色、汉白玉色、白玉兰色等。该磷化工厂年消耗黄磷熔渣9160t，若外购硅石粉916t、石灰石粒料549t、不饱和聚酯树脂1550t、石英砂1150t、天然大理石碎石1150t、方解石1150t、矿物颜料75t、过氧化甲乙酮34.5t，生产制造的轻型复合人造石型材产品规模可达到50万m²。例如表1为本实施例制得的轻型复合人造石实体面材与传统人造石实体面材主要性能指标对比，如下表所示：

表1本实施例轻型复合人造石实体面材与传统人造石实体面材主要性能指标

表2为本实施例制得的轻型复合人造石实体面材与传统人造石实体面材的每平方米原料成本对比，如下表所示：

表2本实施例轻型复合人造石实体面材与传统人造石实体面材每平方米原料成本

结合表1和表2数据所示，采用上述方案所制得的轻型复合人造石型材相比于传统人造石型材，其硬度、抗冲击性能、强度均得到有效提高，既减轻了气孔基层型材的比重，又降低了黄磷熔渣中残留的游离氧化钙和氧化镁含量，有效避免气孔基层型材后期变形、破损、开裂缺陷。由于大量利用生产黄磷产生的副产物黄磷熔渣，并利用黄磷尾气作为保温燃料，较传统人造石的生产成本降低50％左右(其中原料成本降低65％左右)，不仅可以解决传统有机-无机复合人造石复层结构表面层易剥离、脱落、比重大和成本高的问题，同时实现黄磷熔渣、黄磷熔渣潜热、黄磷尾气和天然碎石的资源综合利用，变废为宝，促进了电热法黄磷的循环清洁生产。此外，采用粘合剂结合高硬度碎石所制备的轻型复合人造石型材，有效改善其表面硬度、抗刻划性、耐热性和耐老化性。

本实施例的方法除制备人造石外，还可制备墙体砖(或墙体砌块)、道路地面砖、土石方工程砌块(人造条石)。如将占黄磷熔渣质量比3％～6％的粒径小于0.5mm的硅石粉(主要成分SiO₂)和占黄磷熔渣质量比5％～10％的粒径为1～5mm的石灰石粒料(主要成分CaCO₃)混匀并均匀地布设在成型模具底部，浇筑入1200～1450℃的黄磷熔渣25～165mm并经1200～1450℃保温5～15min，冷却后获得厚度为50～330mm的气孔和气泡率为41％～50％的墙体砖(或墙体砌块)、道路地面砖、土石方工程砌块(人造条石)等。再在注入成型模具的黄磷熔渣表面添加无机矿物颜料，冷却后可以获得色彩丰富的带气孔的墙体砖(或墙体砌块)、道路地面砖、土石方工程砌块(人造条石)。由于有贯穿气道的存在，带贯穿气道的道路地面砖具有透水透气的特点，是建设海绵城市的优质且价廉的环保建材；带贯穿气道的土石方工程砌块(人造条石)也由于具有透水透气的特点，用作挡土墙时，可减少排水导管，降低回填土方的土压力。如某黄磷厂将硅石破碎为粒径小于0.5mm的硅石粉，将石灰石破碎为粒径1～5mm的粒料，将占黄磷熔渣质量比3％的硅石粉和占黄磷熔渣质量比5％的石灰石粒料混匀并均匀地布设在成型模具底部，将黄磷熔渣浇筑入基层成型模具，厚度为25mm，利用黄磷尾气燃烧热能对浇筑入基层成型模具的黄磷熔渣保温5min，使黄磷熔渣保持温度为1250℃，冷却后制得厚度为50mm的气孔和气泡率为41％的墙体砖(或墙体砌块)。或将黄磷熔渣浇筑入成型模具内，浇筑厚度分别为25mm、30mm、35mm、40mm和50mm，利用黄磷尾气燃烧热能对浇筑入成型模具的黄磷熔渣保温10min，使黄磷熔渣保持温度为1350℃，在注入基层成型模具的黄磷熔渣表面均匀地添加矿物颜料，冷却后制得厚度分别为50mm、60mm、70mm、80mm和100mm的不同厚度的气孔和气泡率为41％的彩色道路地面砖。或将黄磷熔渣浇筑入成型模具，厚度为165mm，利用黄磷尾气燃烧热能对浇筑入成型模具的黄磷熔渣保温15min，使黄磷熔渣保持温度为1400℃，在注入成型模具的黄磷熔渣表面添加矿物颜料，冷却后制得厚度为330mm的气孔和气泡率为41％的彩色人造条石。该黄磷厂年消耗黄磷熔渣28.42万t，若外购硅石粉0.85万t、石灰石粒料1.42万t，生产符合JC/T908—2013标准的带气孔和气泡的墙体砖(或墙体砌块)、彩色道路地面砖和彩色人造条石共计可达18万m³。不仅为墙体砖(或墙体砌块)、彩色道路地面砖和彩色人造条石产业拓展了新的废弃物利用途径，同时实现黄磷熔渣、黄磷熔渣潜热、黄磷尾气和天然碎石的资源综合利用。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述方法包括：

S2.面层制备及轻型复合人造石型材成型，将粘合剂与天然石材粒料或粉料、无机矿物颜料混合搅拌得到混合料，并将气孔基层型材放入人造石成型模具底部，再将混合料注入人造石成型模具内经复合工序均匀覆于所述气孔基层型材表面形成面层，用以面层与气孔基层型材粘合，所述面层厚度为4～6mm；最后经固化、脱模、抛光工序制得轻型复合人造石型材；

所述黄磷熔渣浇筑厚度为25～165mm；所述硅石粉与所述黄磷熔渣的质量份数比为(3～6):100；所述石灰石粒料与所述黄磷熔渣的质量份数比为(5～10):100；所述硅石和石灰石中氧化镁含量均低于1.0%；通过以1～5mm的石灰石粒料作为黄磷熔渣发泡剂，在1200～1450℃的保温条件下能较均匀地在5～15min内持续释放二氧化碳气体，二氧化碳气体在熔渣中形成气泡和贯穿气道，所制得黄磷熔渣气孔基层型材的气孔和气泡率达到41%～50%。

2.根据权利要求1所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述硅石粉粒径小于0.5mm，所述石灰石粒料粒径为1～5mm。

3.根据权利要求1或2所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述硅石粉与所述黄磷熔渣的质量份数比为(3～6):100，所述石灰石粒料与所述黄磷熔渣的质量份数比为(5～10):100；所述硅石和石灰石中氧化镁含量均低于1.0%。

4.根据权利要求3所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述复合工序包括振动和抽真空处理，所述振动处理过程中振动时间为5～120s，振动频率为50～500Hz，振幅为0.1～1mm；所述抽真空处理过程中真空度为-970～-750KPa。

5.根据权利要求3所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述天然石材包括大理石、石灰石、方解石、石英砂中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述粘合剂选择有机粘合剂时，包括甲基丙烯酸甲酯或不饱和聚酯树脂；所述粘合剂选择无机粘合剂时，包括水泥和/或石膏。

7.根据权利要求6所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂有机粘合剂时，所述不饱和聚酯树脂添加固化剂，所述固化剂与不饱和聚酯树脂的质量份数比为(2～3):100，所述固化剂选择过氧化甲乙酮。

8.根据权利要求7所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述固化工序中固化时间为30～120min，温度为60～115℃，最大升温速率为2℃/min。

9.根据权利要求6所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述粘合剂选择水泥和石膏无机粘合剂时，采用自然养护、蒸汽养护或蒸压养护方式进行固化；所述蒸汽养护过程中温度为60～100℃，时间为24～72h；所述蒸压养护过程中温度为120～210℃，压力为0.5～2MPa，升温时间为1～3h，恒温时间为4～8h，降温时间为1～3h。

10.根据权利要求6所述的利用黄磷熔渣制备轻型复合人造石型材的方法，其特征在于，所述粘合剂选择不饱和聚酯树脂，所述天然石材粒料或粉料选择大理石碎石、石英砂和方解石粉，在面层制备时原料中不饱和聚酯树脂:石英砂:大理石碎石:方解石粉:无机矿物颜料的质量份数比为31:23:23:23:1.5；在气孔基层型材制备时，所述硅石粉与黄磷熔渣的质量份数比为6:100，所述石灰石粒料与黄磷熔渣的质量份数比为10:100。