利用磷石膏生产复合硅酸盐水泥

《利用磷石膏生产复合硅酸盐水泥》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、广东建材2010年第6期水泥与混凝土利用磷石膏生产复合硅酸盐水泥林克辉·吴锦锋t谢红波1李少强z李向东2(1广东省建筑材料研究院；2广东省三A水泥有限公司长坡分厂)1磷石膏基本情况1．1磷石膏的产生、数量磷石膏是用磷矿石与硫酸反应，制取磷酸的副产品，生产一吨磷酸大约产出3～5吨磷石膏，其反应方程式为Ⅲ-Calf(P04)3+5H2S04+10H20=5CaS04-2H20+3H3P04+HF。随着我国磷肥、磷酸工业发展，磷石膏的排放量越来越大，预计2009年达6500万吨。目前大部分磷石膏采用露天堆放、倾倒于河流、海洋的形式，对环境污染是长期积累过程中形成的。所以对

2、磷石膏的研究、应用是迫在眉睫。1．2磷石膏目前的应用情况随着磷肥工业的发展以及对环境污染控制的日益严格，世界各国对磷石膏的应用日趋重视。我国《建材工业“十一五期划》明确指出：水泥企业要把治理污染，保护环境，作为生存和发展的必要条件，积极利用磷石膏、脱硫石膏等工业废渣，研究开发利用途径，进一步完善劣质能源，工业废弃物在水泥生产中应用的新技术、新工艺，在保证水泥质量的前提下，使水泥生产逐步向节能、利废、环保方向发展，成为可持续发展的“绿色工业”。日本在1955年就着手研究开发磷石膏作为水泥缓凝剂的工作，非常成功。至今，日本的水泥工业已完全使用磷石膏代替天然石膏。我国在1

3、999年铜陵化工集团磷石膏综合开发公司建成一条利用磷石膏制作水泥缓凝剂的生产线，产品已销往周边的水泥企业，用户反映良好。此外，在工业上利用磷石膏作为原料生产建筑标准砖、石膏粉、石膏板等等；在农业上利用磷石膏作为土壤调理剂与碱性土壤中的可溶性盐反应生成不溶性盐和中性盐，可以抵消盐碱土中钠离子的坏作用，改善粘土的渗透性和降低土壤碱度，使土壤易于耕作；此外，利用磷石膏可制硫铵、硫酸钾铵等化肥幽。湛江市湛化磷肥厂是粤西地区较大的企业，年产40万吨磷肥，磷石膏的排放量达120万吨。1．3磷石膏的基本特性1．3．1磷石膏的化学成份磷石膏主要化学成分和天然石膏(CaSOd2H20

4、)基本相同，存在的差异是磷石膏中S0。的含量较高，且含有水溶性五氧化二磷、水溶性氟等有害环境的元素，含有20％--一35％水份，呈分散细粒状，P14=3---4，显弱酸性；陈化的磷石膏较稳定，显灰白色粉状。湛江市湛化磷肥厂原状磷石膏的化学成份见表1。1．3．2磷石膏的性能指标(1)CaS04．2H20。在显微镜下观察，磷石膏的结晶形态与天然石膏的晶体结构基本相同，主要为CaS04"2H20，所以磷石膏具有与天然石膏相同的调凝作用。(2)可溶性P20。。可溶性P20。是磷石膏中的酸性物质，是从没有化合的磷酸中得到的，甚至通过洗涤过滤仍可保留在石膏中。(3)可溶性氟。可

5、溶性氟化物在碱金属或活性硅的作用下，会形成如同Na2SiF。的化合物，并和石膏反应，引起pH值降低[引。SiF26一+3CAS04-2H20---3CaF2+Si02+12H++3s042-。由于磷石膏中含有这些少量可溶性物质在水泥应用中与天然石膏作水泥缓凝剂相比，普遍存在强度偏低、凝结时间缓慢等缺点，其原理是磷石膏中水溶性物质和磷石膏一起溶解并进入水泥浆体中，而水泥浆体碱性较强，磷酸盐和氟化物等杂质被中和，生成难溶的磷酸钙和氟化钙并沉积于水泥颗粒表面，阻碍了水分的渗入，从而延缓水泥的水化速度H]。(4)水份。刚排放的磷石膏含有20％--一35％水份，喂料时物料容易

6、堵塞，造成水泥的成份波动较大，影响水泥表1磷石膏和二水石膏化学成份％品种LOSSSi02AlAFe203Ca0M90S0，￡结晶水Pz05F—pHl磷石膏17．6210．38O．811．4929．430．5638．2898．5717．810．98O．1l3．8I二水石膏20．807．3l1．301．3328．462．1936．7098．0915．58f

7、{一35—水泥与混凝土广东建材2010年第6期表2磷石膏和天然石膏对凝结时间、强度的影响对比试验天然比表面积标准稠度初凝时间终凝时间3天抗折强度28天抗折强度3天抗压强度28天抗压强度编号熟料磷石膏肝aMPa石膏m2

8、／kg用水最％mln肝aMPa195}535425．8801325．68．330．455．6296f435525．8691205．48．229．454．93955}35626．41722385．38．228．354．84964}35426．61422135．48．329．455．6改性磷天然比表面积标准稠度初凝时间终凝时间3犬抗折强度28天抗折强度3天抗压强度28天抗压强度编号熟料MPa石膏m2／kg用水量％mlnMPa195{535425．8801325．68．330．455．62955f34926．O951505．58．O31．354．1难以准确均匀掺入，有