CN1465540A - 磷石膏烧结砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用磷石膏为原料制备烧结砖的方法。它包括磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂，按重量比1∶0.39－2.2∶0－0.66∶0.06－0.26充分混匀后，成型，晾干，在700－900℃条件下烧制30－55小时，催化增强剂为含铁化合物。本发明公开的制备磷石膏烧结砖的方法在与现有技术粘土消耗量相同的条件下能显著提高制品强度，从而达到增加磷石膏用量降低粘土用量的目的。克服了现有技术中粘土耗用量较大，或是工艺复杂，晾坯时间长，砖坯成型难，烧制易变形开裂，所用添加剂成本高，抗压强度低的缺陷。

Description

磷石膏烧结砖的制备方法
                     技术领域
本发明所要保护的技术方案属于利用磷石膏为原料制备烧结砖这一技术领域。
                     背景技术
一方面磷复肥生产中产生了大量磷石膏废渣，不仅需要大量的堆场，而且还容易产生污染；另一方面，为保护耕地，需要限制使用粘土砖。因此利用磷石膏废料代替粘土生产烧结砖是可以同时解决上述矛盾的一种技术方案。人们为此做出了很多研究，申请号为97103894.5、98111863.1、01107871.5的中国专利均分别公开了各种以磷石膏为原料制备烧结砖的方案。97103894.5公开的配方中各成分以及重量百分比是：磷石膏35-45％，粘土40-60％，内燃料8-20％，工艺是在120℃干燥后，再于850-950℃烧结成型。98111863.1公开的方案是：利用重量百分比为55-65％磷石膏，35-45％页岩、黄石砂和煤矸石，经过两次搅拌后在700-900℃温度下烧结48-50小时成型。01107871.5专利申请中公开的配方各成分重量百分比是：磷石膏45-65％，粘土、页岩或黄矸石35-55％，内燃煤0-8％，以上物料混合后在700-800℃温度下烧结36-48小时成型。以上各方案均存在着下列之一的缺陷：或是粘土耗用量较大，或是工艺复杂，晾坯时间长，砖坯成型难，烧制易变形开裂，所用添加剂成本高，或是强度普遍在7.5MPa以下，只能做围护墙砌块，不能做承重墙砌块，应用范围受到局限。
                     发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种与现有技术粘土消耗量相同的条件下能显著提高制品强度的制备磷石膏烧结砖的方法，从而达到增加磷石膏用量降低粘土用量的目的。
本发明所提供的技术方案是：包括磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂，充分混匀后，成型，晾干，在700-900℃条件下烧制30-55小时，所述的成型粘结剂料包括粘土、页岩，内燃料包括煤渣、煤、粉煤灰，催化增强剂为含铁化合物。重量比依次为1∶0.39-2.2∶0-0.66∶0.06-0.26。
含铁化合物具体可以为硫酸烧渣Fe2O3以及FeCl3，Fe2(SO4)3，Fe(OH)3，FeCl2，FeSO4，Fe(OH)2中的一种或多种组合而成。
上述的技术方案是基于以下原理而设计的：以磷石膏为骨料，粘土、页岩为粘结剂，含铁化合物为催化增强剂，在700-900℃温度下，由于含铁化合物的催化作用，磷石膏与粘土、页岩的混合体易于烧结，且与含铁化合物的变体熔结在一起，使砖体更加致密，具有较高强度。
根据不同需要，综合合理成本，磷石膏处理量，土资源节约量进行设计，选取下列配料组合可以控制所制得的烧结砖强度在10-13MPa之间。
磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶1.86-2.2∶0.00-0.26∶0.11-0.2。
磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶1.00-1.86∶0.06-0.34∶0.06-0.2。
磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶0.50-1.00∶0.09-0.22∶0.07-0.13。
磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶0.39-5.0∶0.00-0.06∶0.06-0.11。
本发明与现有技术比较，具有下列积极效果：1、催化增强剂效果显著，它的加入能明显提高砖体的抗压强度，因此可以根据需要，灵活调节配方，最大程度地处理磷石膏，减少污染，保护耕地，具有较大的经济和社会效益。2、催化增强剂便宜易得，致使磷石膏烧结砖的成本降低，可以与现有粘土烧结砖相竞争。3、本发明实施简单，现有不同的制砖工艺中均能实施本发明的技术方案，所以不仅易于在现有粘土砖厂推广应用，而且能够保留现有技术中不同工艺优点。
                    具体实施方式
本发明的各实施例均按下述方法烧制。制砖工艺：将磷石膏、成型粘结料、内燃料、催化增强剂按比例进料，经过充分混合均匀，对滚，挤压成型，自然堆置晾干，进窑，按一定的烧成制度烧结，冷却后出窑即为产品。烧成制度采取低温干燥，逐步升温，高温恒温，干燥预热、焙烧、保温、冷却、装出窑各带平衡。按GB/T2542方法测定抗压强度。
1吨磷石膏配以下表的物质，检测烧结砖的强度
  实施例编号   粘土(吨)   煤渣(吨)   FeSO4(吨) 烧制最高温度(℃)   烧窑时间(小时)     强度(MPa) 比较样强度(MPa)   现有技术强度(MPa)
    1   0.39     0   0.06     900     55     10.1     0.4     /
    2   0.45   0.03   0.06     900     52     10.3     0.5     /
    3   0.50   0.08   0.08     900     50     10.4     1.8     /
    4   0.58   0.09   0.09     800     40     10.3     2.1     2.7
    5   0.64   0.13   0.11     900     48     10.7     2.3     2.0
    6   0.67   0.18   0.12     900     48     10.9     2.4     3.1
    7   0.80   0.19   0.13     900     48     11.2     2.6     /
    8   1.0   0.14   0.14     900     48     11.5     3.3     /
    9   1.22   0.12   0.15     900     48     11.7     3.6     /
    10   1.73   0.12   0.18     900     46     12.2     5.5     5.2
    11   1.85   0.12   0.16     900     46     11.5     5.8     /
    12   1.90   0.16   0.16     900     46     11.6     6.0     /
    13   2.10     0   0.19     900     55     12.8     6.5     /
    14   2.20     0   0.13     900     50     10.7     6.9     /
上表中的比较样强度是指去除了FeSO4后其余配方相同并在同样的工艺条件下所得烧结砖的抗压强度。现有技术的强度是指：与实施例4比较的现有技术强度是在原料配比按重量百分比为磷石膏占总数60％，粘土占35％，粉煤灰占5％，焙烧温度为800℃，焙烧时间为40小时的条件下制得烧结砖的抗压强度；与实施例6比较的现有技术强度是在原料配比按重量百分比为磷石膏占60％，黄石砂和煤矸石混合料为40％，焙烧温度为900℃，焙烧时间为48小时的条件下制得烧结砖的抗压强度；与实施例5比较的现有技术强度是在原料配比按重量百分比为磷石膏占55％，页岩为35％，硅酸盐添加剂10％，焙烧温度为900℃，焙烧时间为48小时的条件下制得烧结砖的抗压强度；与实施例10比较的现有技术强度是在原料配比按重量百分比为磷石膏占总数33％，粘土占57％，粉煤灰占10％，在120℃温度下干燥合格，再于900℃温度条件下烧成3-4小时制得烧结砖的抗压强度。
以上数据表明，本发明在添加了催化增强剂后，烧结砖的强度均得到明显地提高。
改变实施例8中的催化增强剂物质，按同样工艺所得烧结砖的抗压强度分别为：
催化增强剂   Fe3O4   FeCl3   Fe2(SO4)3   Fe(OH)3   FeCl2   FeSO4   Fe(OH)2
  抗压强度MPa   11.8    9.2    12.0    11.5    10.1    11.5    11.6
将实施例8中成型粘结料改为相同比例的页岩按同样工艺所得烧结砖的抗压强度为：10.7MPa；
将实施例8中的内燃料改为不同比例的煤渣按同样工艺所得烧结砖的抗压强度分别为：
  煤渣     0     0.05     0.1     0.2     0.3     0.5     0.55
  烧制最高温度(℃) 900 900 900 900 900 900 900
  烧窑时间(小时) 48 48 48 48 48 48 48
  抗压强度MPa     10.1     10.7     11.9     11.7     10.9     10.6     10.4
将实施例8中的内燃料改为相同比例的粉煤灰按同样工艺所得烧结砖的抗压强度为：10.3MPa。

Claims (5)

1、磷石膏烧结砖的制备方法，包括磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂，充分混匀后，成型，晾干，在700-900℃条件下烧制30-55小时，所述的成型粘结剂料包括粘土、页岩，内燃料包括煤渣、煤、粉煤灰，其特征在于：催化增强剂为含铁化合物，磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比为1∶0.39-2.2∶0-0.66∶0.06-0.26。
2、根据权利要求1所述磷石膏烧结砖的制备方法，其特征在于：磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶1.86-2.2∶0.00-0.26∶0.11-0.2。
3、根据权利要求1所述磷石膏烧结砖的制备方法，其特征在于：磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶1.00-1.86∶0.06-0.34∶0.06-0.2。
4、根据权利要求1所述磷石膏烧结砖的制备方法，其特征在于：磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶0.50-1.00∶0.09-0.22∶0.07-0.13。
5、根据权利要求1所述磷石膏烧结砖的制备方法，其特征在于：磷石膏、成型粘结剂料、内燃料和催化增强剂重量比依次为1∶0.39-0.5∶0.00-0.06∶0.06-0.11。
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