CN1209202C - 磷渣活化改性剂 - Google Patents

Abstract

一种磷渣活化改性剂，选用钙、镁、钡的氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐中的一种或几种配伍，作为沉淀剂，粉碎制备而成，在磷渣中加入沉淀剂，混匀，将磷渣中的缓凝组份转化为难溶性沉淀，成为填料组份。有效消除磷渣的缓凝、缓强作用。为我国大规模利用磷渣、低成本生产优质水泥和建材制品变废为宝、保护环境、节能降耗、改善企业经济效益提供了一种新方法、新填料。

Description

磷渣活化改性剂

技术领域

本发明涉及工业废渣利用新技术中的一种组合物，特别是涉及工业电炉炼磷废渣-磷渣利用新技术中的一种可有效消除磷渣缓凝、缓强并具有对磷渣催化活化、助磨作用的组合物。

背景技术

我国磷矿资源丰富，已成为亚洲最大的磷化工业生产基地，如贵州、云南、湖北、四川等地磷化工规模及发展潜力巨大，随之而来的是磷渣年排量达百万吨。尽管磷渣含有大量的硅酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙等矿物质，是一种非常有价值的工业废渣资源，国内外科技人员开展过大量的应用研究，但由于其缓凝、缓强作用非常显著，所以至今仍然是有效利用量非常有限，仅少量用作水泥厂生料配料，少量低掺量作水泥混合料，部分用作铺路填基，大量的磷渣仍需不断寻找场地堆埋，成为一种工业垃圾，占用了宝贵的土地，污染了环境，浪费了可贵的资源。从资料检索及国内外实际应用情况来看，目前尚无其它有效技术可以解决磷渣的缓凝、缓强作用。而今天，随着经济的发展，社会的进步，环境保护与节能降耗已成为人们更为关注的焦点。因此，如何大规模有效利用可贵磷渣资源，消除环境染污，变废为宝，已成为影响磷化工业及建材工业可持续发展的大问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：消除磷渣的缓凝、缓强作用，有效利用磷渣中的硅酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙等胶凝矿物，将磷渣转化为优质胶凝材料，大规模有效利用磷渣，低成本的生产优质水泥和建材制品，达到变废为宝、保护环境、节能降耗，提高企业经济效益的目的。

本发明采用的技术方案是：这种磷渣活化改性剂以沉淀剂为主要成份，将沉淀剂粉碎成粉状或粒状制备而成，在磷渣中加入沉淀剂混匀，将磷渣中的缓凝组份转化为难溶性沉淀，成为填料组份。

上述的沉淀剂可选下述组份中一种或几种配伍：钙的氧化物、钙的氢氧化物、钙的氯化物、钙的硝酸盐、镁的氧化物、镁的氢氧化物、镁的氯化物、镁的硝酸盐、钡的氧化物、钡的氢氧化物、钡的氯化物、钡的硝酸盐。如生石灰、熟石灰、石灰渣、电石渣等。

上述的磷渣活化改性剂以沉淀剂为主要成份，还可依其功能要求添加填料或添加填料和催化活化剂或添加填料、催化活化剂和助磨剂。如：

A类磷渣活化改性剂：由沉淀剂或沉淀剂添加填料组成，各组份按重量百分比配比：沉淀剂15-100％，填料0-85％。

B类磷渣活化改性剂：由沉淀剂添加催化活化剂、填料组成，各组份按重量百分比配比：沉淀剂20-80％，催化活化剂10-60％，填料0-80％。

C类磷渣活化改性剂：由沉淀剂添加催化活化剂、助磨剂、填料组成，各组份按重量百分比配比：沉淀剂20-80％，催化活化剂10-60％，助磨剂0.3-10％，填料0-70％。

上述组份中的催化活化剂可选用红矾、明矾、枯矾、水玻璃、氯盐、硫氰酸盐、氟硅酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种配伍，如硫酸钠、硫酸钾、硫酸亚铁、氯化钙、氯化铝、氯化钠、氯化铵、氯化亚锡、氯化钾、明矾等等的一种或几种配伍。

上述组份中的助磨剂可选用含OH^-、COOH^-、-SO3^-、-NH2等基团的表面活性剂，如多聚羧酸铵盐、丙烯酸共聚物铵盐、羧化丙烯酸共聚物、钛酸酯、工业萘和甲基萘磺酸盐及其甲醛聚合物、多环芳基磺酸盐及其甲醛聚合物、木钙、纤维素、密胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二甘醇、辛醇等中的一种或几种配伍。

上述组份中的填料或载体可选用粉煤灰、膨润土、凹凸棒粉、硅粉、矿渣粉、石灰渣粉、石粉、煤渣中的一种或几种。

制备工艺：依应用实际的需要，选用上述组份配伍、粉碎，混合均匀或粉碎、粉磨混合均匀，在磨头加入即可。

本发明的技术原理：

1、优先考虑磷渣建筑材料资源化适用条件，即其活性组份缓凝、缓强组份和填充组份、常温活化环境、催化活化诱导因子和复合条件；

2、利用本类组份中的沉淀剂消除磷渣中的缓凝、缓强作用，将本类组合物与磷渣或与磷渣熟料等一起配料、粉磨、其中的沉淀剂组份均匀分布于粉磨后的微细颗粒中(如改性磷渣粉或水泥)，当改性磷渣粉或水泥遇水后，沉淀剂迅速与磷渣中的缓凝组份发生化学反应生成难溶性沉淀，转化为填充成分。(典型反应如 )，从而在水泥水化诱导期消除缓凝组份对水泥等矿物的吸附、屏蔽缓凝作用，且反应剩余的沉淀剂组份对磷渣可起到一定的活化作用。

3、B类磷渣活化改性剂辅之以强化催化活化技术，促进硅、铝、铁、钙等的水化活性反应，利用其中配伍的催化活化剂组分来激活或加速磷渣颗粒中的潜在活性组份，使其在要求的时间内发挥出应有的胶凝强度。

4、C类磷渣活化改性剂，利用本发明中的高分子表面活性剂基团中和粉磨介质静电，消除粉磨物料微裂缝能及其分散阻粘作用以提高粉磨效率，有效降低电耗。

本发明的优点和显著效果：

1、利用化学反应迅速将缓凝组份转化为无吸附、屏蔽、缓凝作用的填料，有效消除磷渣的缓凝、缓强作用，具有低成本、实用可靠的优点；

2、有效发挥磷渣中的胶凝组份，在水泥中可大掺量使用磷渣(掺量可达80％)，低成本生产优质水泥，亦可将磷渣粉磨成优质矿渣粉，供应砼搅拌站及工地，还可作为无熟料水泥，为磷渣的大规模利用提供了可靠技术保证；

3、良好的助磨作用，可降低粉磨电耗15-30％；

4、采用本发明生产的磷渣水泥具有凝结时间正常、早期强度高、后期强度稳定增长、水化热低、施工性好、耐久性及耐腐蚀性能优于同标号一般水泥的特点，且水泥安定性得以显著改善。利用本技术生产的磷渣粉应用性能优于普通矿渣粉，利用磷渣生产的少熟料或无熟料水泥均有良好的物理力学性能；

5、对各类砼外加剂适用性好。

本发明的试验实例及应用效果比较如下：

1、试验厂家：湖北宜昌地区某粉磨站：Φ3.0×11.0m磨磨制渣粉，利用熟料粉与渣粉配制32.5Mpa和42.5Mpa水泥供应民用工程及葛洲坝工程，渣粉的配比为磷渣50％，煤渣、干排粉40％，石膏及石灰石10％。采用本发明技术前，32.5Mpa的水泥配比为熟料粉60％，渣粉40％，初凝时间约8小时，缓凝时间约11小时，3d强度10-12Mpa，28d强度：28-36Mpa，用户反应凝结时间过长，早期强度太低。采用本发明技术后，32.5Mpa级水泥配比为熟料粉46％，渣粉54％，初凝时间约3小时，缓凝时间约4小时，3d强度16-18Mpa，28d强度≥34Mpa。

2、试验厂家：湖北宜昌地区某水泥厂：Φ2.2×65m水泥圈流磨生产32.5Mpa水泥未采用本发明技术前，熟料用量83％，磷渣掺量14％，石膏3％，磨机产量13T/h，细度4-7％，初凝时间6:15，终凝时间8:30，3d强度12-15Mpa，28d强度20-38Mpa，采用本发明技术后，磷渣掺量35％，磨机产量17T/h，细度＜4％，初凝时间2:45，终凝时间3:50，3d强度17-20Mpa，28d强度≥35Mpa。

具体实施方式：

实施例1：选用沉淀剂生石灰、电石渣作为本发明的组份，由锤式粉碎机粉碎，混合均匀，即制备成本发明磷渣活化改性剂，使用时，在磷渣中加入该磷渣活化改性剂由球磨机粉磨混合均匀后作为水泥的掺量，投入使用，有效消除磷渣缓凝、缓强现象。

实施例2，选用30％的石灰渣、20％的电石渣作为沉淀剂，再选用50％的煤渣作为填料，由球磨机粉磨混合均匀，在磨头加入即可，即制成本发明的A类磷渣活化改性剂。

实施例3，选用30％的熟石灰作沉淀剂，再选用20％的硫酸钠、10％的氯化钙作为催化活化剂，选用40％的粉煤灰作为填粉，粉碎，混合均匀，即制成本发明B类磷渣活化改性剂。

实施例4，选用40％的生石灰作沉淀剂，选用30％的明矾作催化活化剂，选用10％的木钙、纤维素作助磨剂，选用20％的膨润土作填料，将上述组份在雷蒙磨内进行粉磨，混合均匀，即制成本发明的C磷渣活化改性剂。使用时，加入磷渣粉内混匀，将磷渣中的缓凝、缓强组份转化为难溶性沉淀，成为填料生产优质水泥或建材制品。

Claims (4)

1、一种磷渣活化改性剂，其特征在于由下述组份中的一种或几种配伍粉碎制备而成：钙的氯化物、钙的硝酸盐、镁的氧化物、镁的氢氧化物、镁的氯化物、镁的硝酸盐、钡的氧化物、钡的氢氧化物、钡的氯化物、钡的硝酸盐。

2、根据权利要求1所述的磷渣活化改性剂，其特征在于还可添加膨润土、凹凸棒粉、硅粉、矿渣粉、石粉中的一种或几种配伍。

3、根据权利要求2所述的磷渣活化改性剂，其特征在于还可添加红矾、明矾、枯矾、水玻璃、氯盐、硫氰酸盐、氟硅酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种配伍。

4、根据权利要求3所述的磷渣活化改性剂，其特征在于还可添加多聚羧酸铵盐、丙烯酸共聚物铵盐、羧化丙烯酸共聚物、钛酸酯、工业萘和甲基萘磺酸盐及其甲醛聚合物、多环芳基磺酸盐及其甲醛聚合物、木钙、纤维素、密胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二甘醇、辛醇中的一种或几种配伍。