CN113248163A - 一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：在低温条件下对电解锰渣和磷石膏进行烘干处理，加热过程中挥发的氨气与磷石膏中活性磷形成磷酸二氢铵结晶体；将烘干的电解锰渣和磷石膏与白云石砂混合进行高温煅烧，将二水磷石膏脱掉大部分结晶水成为半水石膏，同时将可溶磷、氟转化为难溶物，以及将白云石锻烧成为氧化钙、氧化镁的混合物，形成以电解锰渣和磷石膏为主、白云石为辅的复合胶凝材料。本发明原料来源丰富，可实现资源循环利用，能解决目前普遍电解锰渣和磷石膏建材化利用过程中处理成本较高、添加量较少、产品质量不佳、实用性较差等问题；还能消除电解锰渣和磷石膏利用带来的二次环境污染问题。

Description

一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法
技术领域
本发明属于资源化利用技术领域，特别是涉及一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法。
背景技术
电解锰渣是电解硫酸锰溶液生产金属锰过程中产生的酸性废渣。大量堆存的电解锰渣已成为制约电解锰行业发展的一大难题，电解锰渣长期露天堆放不仅占用大量土地，同时在降雨作用下，高浓度的Mn、NH4+-N、硫酸盐和部分重金属离子(Cd2+、Cr3+、Zn2+、Cu2+、Pb2+等)的自然淋滤会对周边环境造成严重污染。建材化利用作为电解锰渣的一种主要消纳方式，能有效减少电解锰渣的堆积量，国内外研究者开展了电解锰渣制作水泥缓凝剂、电解锰渣在铺路材料方面的应用、电解锰渣在墙体材料方面的应用、电解锰渣制备免烧砖和烧结砖等诸多方面的研究，利用电解锰渣制备水泥混合材料、烧结砖及陶瓷材料、地聚合物、免烧压力砖等建材产品，由于受限于处理成本过高、产品质量不佳等因素，相关的建材产品并未得到大规模的生产应用。但是，目前大部分生产建材产品过程中未预先对电解锰渣进行脱氨处理，在建材产品生产过程中容易造成大量氨气外溢，产品表面还会析出铵盐结晶，从而造成建材产品质量下降。
磷石膏是一种颜色为灰白色或黄白色的并且主要以针状晶体、多晶核晶体、单分散板状晶体、密实晶体结晶形态存在的细粉状固体。磷石膏中的主要矿物成分为石膏(硫酸钙)，石膏在磷石膏全料中约占96％-97％，其次是石英和选矿剂残渣，石英占磷石膏的3％左右。磷石膏的主要化学成分是氧化钙和三氧化硫，磷石膏中还含有一定量的结晶水以及二氧化硫、磷、氟和有机物等杂质。磷石膏具有耐高温和耐化学腐蚀的特点，磷石膏最大的优点就是强度高、韧性好，磷石膏与聚合物具有非常强的亲和力，这使得磷石膏容易用聚合物进行表面处理，也能与聚合物加工生成复合材料。目前用磷石膏代替天然石膏成为建筑材料，大量消耗磷石膏发展循环经济，磷石膏可以用来制混凝土外加剂，如制混凝土膨胀剂、水泥缓凝剂及水泥矿化剂，磷石膏在新型墙材中的应用主要生产高性能建筑石膏及新型墙体材料。但是，磷石膏含有较多的结晶水、游离水，为了对其进行利用需去除全部游离水和部份结晶水将其变为β型半水磷石膏，将磷石膏送入回转式烘干机内与高温烟气进行换热，控制尾气温度约180℃左右，可以烘去游离水并脱掉大部分结晶水成为半水石膏，半水石膏再经均化后入配料库和其他辅助原料通过计量配成符合硅酸盐熟料烧成率值要求的生料，这种烘成半水的石膏因特有的理化特性，工艺过程中易吸潮、板结、堵库，给生产带来不利影响。此外，磷石膏含有较多的活性磷，需要水洗除去磷及其它杂质，但水洗生产线一次性投资大，能耗高，污水排放容易造成二次污染。如果直接煅烧的话，在煅烧过程中会有磷酸、氟化物挥发，会污染环境、腐蚀设备。
发明内容
为了克服目前电解锰渣容易造成大量氨气外溢及磷石膏容易产生磷酸盐影响建材产品质量的主要问题，本发明提供了一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：在低温条件下对电解锰渣和磷石膏进行烘干处理，加热过程中挥发的氨气与磷石膏中活性磷形成磷酸二氢铵结晶体，从而提高建材产品质量；
步骤二：将烘干的电解锰渣和磷石膏与白云石砂混合进行高温煅烧，将二水磷石膏脱掉大部分结晶水成为半水石膏，同时将可溶磷、氟转化为难溶物，以及将白云石锻烧成为氧化钙、氧化镁的混合物，形成以电解锰渣和磷石膏为主、白云石为辅的复合胶凝材料。
其中，步骤一中低温的温度为80℃-90℃。
其中，步骤二中高温煅烧的温度为800℃-900℃，复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、白云石的混合百分比例为50：30：20。
其中，步骤二中在高温煅烧的过程中，通过逐步提高煅烧温度，充分利用P2O5在高温400℃状态下分解成气体或部分转变成惰性的、稳定的难溶性磷酸类化合物的特点，将磷石膏中活性磷及有害物质通过高温分解或转变成惰性物质，无机磷在高温状态下与钙结合成为惰性的焦磷酸钙，从而消除了无机磷等杂质对石膏性能的危害，同时还保证了二水硫酸钙的正常脱水反应。
其中，步骤二中电解锰渣作为硫酸盐激发剂，通过混合适量磷石膏改变电解锰渣中硫酸盐含量，氧化钙、氧化镁为胶凝剂。
本发明的优点如下：
1、本发明原料来源丰富，可实现资源循环利用，能解决目前普遍电解锰渣和磷石膏建材化利用过程中处理成本较高、添加量较少、产品质量不佳、实用性较差等问题；
2、还能消除电解锰渣和磷石膏利用带来的二次环境污染问题，探索出了一条电解锰渣和磷石膏资源化利用的新途径。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些内容。
实施例
本发明提供了一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：在低温80℃-90℃条件下对电解锰渣和磷石膏进行烘干处理，加热过程中挥发的氨气与磷石膏中活性磷形成磷酸二氢铵结晶体，从而提高建材产品质量；将烘干的电解锰渣(作为硫酸盐激发剂，通过混合适量磷石膏改变电解锰渣中硫酸盐含量)和磷石膏与白云石砂混合在800℃-900℃下进行高温煅烧，通过逐步提高煅烧温度，充分利用P2O5在高温400℃状态下分解成气体或部分转变成惰性的、稳定的难溶性磷酸类化合物的特点，将磷石膏中活性磷及有害物质通过高温分解或转变成惰性物质，无机磷在高温状态下与钙结合成为惰性的焦磷酸钙，从而消除了无机磷等杂质对石膏性能的危害，同时还保证了二水硫酸钙的正常脱水反应，将二水磷石膏脱掉大部分结晶水成为半水石膏，同时将可溶磷、氟转化为难溶物，以及将白云石锻烧成为氧化钙、氧化镁(作为胶凝剂)的混合物，形成以电解锰渣和磷石膏为主、白云石为辅的复合胶凝材料，复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、白云石的混合百分比例为50：30：20。
指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在低温条件下对电解锰渣和磷石膏进行烘干处理，加热过程中挥发的氨气与磷石膏中活性磷形成磷酸二氢铵结晶体；
步骤二：将烘干的电解锰渣和磷石膏与白云石砂混合进行高温煅烧，将二水磷石膏脱掉大部分结晶水成为半水石膏，同时将可溶磷、氟转化为难溶物，以及将白云石锻烧成为氧化钙、氧化镁的混合物，形成以电解锰渣和磷石膏为主、白云石为辅的复合胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中低温的温度为80℃-90℃。
3.根据权利要求1所述的一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中高温煅烧的温度为800℃-900℃，复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、白云石的混合百分比例为50：30：20。
4.根据权利要求1所述的一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中在高温煅烧的过程中，通过逐步提高煅烧温度，将磷石膏中活性磷及有害物质通过高温分解或转变成惰性物质，无机磷在高温状态下与钙结合成为惰性的焦磷酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种电解锰渣磷石膏复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中电解锰渣作为硫酸盐激发剂，氧化钙、氧化镁为胶凝剂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115849845A (zh) * 2022-11-11 2023-03-28 贵州大学 一种竹材磷石膏生态砖及其制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101698586A (zh) * 2009-11-06 2010-04-28 贵州省建筑材料科学研究设计院 一种利用电解锰渣生产的加气混凝土以及制备方法
CN101948254A (zh) * 2010-09-15 2011-01-19 北京科技大学 一种电解锰渣生态水泥的制备方法
CN103771734A (zh) * 2014-01-27 2014-05-07 天津水泥工业设计研究院有限公司 一种规模化煅烧处理利用电解锰渣的方法
CN103979997A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 桂林理工大学 一种利用水淬锰渣作骨料制备高强度加气混凝土的方法
WO2015037593A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 株式会社トクヤマ 水硬性組成物
CN107986726A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 汉川市鑫欣科技有限责任公司 一种电解锰渣与磷石膏制备高抗压蒸压路面砖的方法
CN109231858A (zh) * 2018-11-14 2019-01-18 四川海沛环保科技有限公司 一种电解锰渣的预处理及制成混凝土用复合掺和料相结合的无害化及资源化利用技术
CN109721294A (zh) * 2019-01-31 2019-05-07 贵州大学 一种新生电解锰渣制备免烧砌体的方法
CN110732543A (zh) * 2018-10-18 2020-01-31 庞炼红 电解金属锰废渣和石膏联合产出水泥熟料和氨水的方法
CN111528042A (zh) * 2020-04-13 2020-08-14 贵州大学 一种生态修复用炭基磷石膏粉的制备方法
CN111747722A (zh) * 2020-06-12 2020-10-09 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 一种基于钠水玻璃改性的水泥基免烧高强板材及其制备方法
CN112624651A (zh) * 2021-01-26 2021-04-09 中南大学 一种电解锰压滤渣的资源化利用方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101698586A (zh) * 2009-11-06 2010-04-28 贵州省建筑材料科学研究设计院 一种利用电解锰渣生产的加气混凝土以及制备方法
CN101948254A (zh) * 2010-09-15 2011-01-19 北京科技大学 一种电解锰渣生态水泥的制备方法
WO2015037593A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 株式会社トクヤマ 水硬性組成物
CN103771734A (zh) * 2014-01-27 2014-05-07 天津水泥工业设计研究院有限公司 一种规模化煅烧处理利用电解锰渣的方法
CN103979997A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 桂林理工大学 一种利用水淬锰渣作骨料制备高强度加气混凝土的方法
CN107986726A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 汉川市鑫欣科技有限责任公司 一种电解锰渣与磷石膏制备高抗压蒸压路面砖的方法
CN110732543A (zh) * 2018-10-18 2020-01-31 庞炼红 电解金属锰废渣和石膏联合产出水泥熟料和氨水的方法
CN109231858A (zh) * 2018-11-14 2019-01-18 四川海沛环保科技有限公司 一种电解锰渣的预处理及制成混凝土用复合掺和料相结合的无害化及资源化利用技术
CN109721294A (zh) * 2019-01-31 2019-05-07 贵州大学 一种新生电解锰渣制备免烧砌体的方法
CN111528042A (zh) * 2020-04-13 2020-08-14 贵州大学 一种生态修复用炭基磷石膏粉的制备方法
CN111747722A (zh) * 2020-06-12 2020-10-09 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 一种基于钠水玻璃改性的水泥基免烧高强板材及其制备方法
CN112624651A (zh) * 2021-01-26 2021-04-09 中南大学 一种电解锰压滤渣的资源化利用方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何德军等: "电解锰渣建材资源化研究现状与展望", 《化工进展》 *
李兵等: "《湿法磷酸绿色制造》", 31 August 2019, 重庆大学出版社 *
李坦平等: "煅烧电解锰渣-粉煤灰复合掺合料的试验研究", 《硅酸盐通报》 *
王智等: "电解锰渣中硫酸盐性质的研究", 《材料导报》 *
阮承祥: "《混凝土外加剂及其工程应用》", 31 December 2008, 江西科学技术出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115849845A (zh) * 2022-11-11 2023-03-28 贵州大学 一种竹材磷石膏生态砖及其制备方法

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