[发明专利]一种磷石膏烧结砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型墙体的生产技术，特别是以磷石膏为主要原料的烧 结砖制备方法。

背景技术

磷复肥行业每生产1吨磷酸(折100％P₂O₅)就会产生5-6吨左右磷石膏， 一个中型磷复肥生产企业，一年排放100万吨左右磷石膏废渣，目前磷复肥 行业每年要排放2000万吨左右磷石膏，大量磷石膏的如何处理利用一直是困 扰湿法磷酸行业的难题。虽然目前能用部分磷石膏替代天然石膏生产建筑石 膏粉、水泥缓凝剂、石膏板等建材产品，但磷石膏用量与湿法磷酸行业磷石 膏排放量相比，远不能解决磷石膏出路问题。而且，磷石膏堆放的占地问题 和地下水的污染问题日益严重。因此磷石膏综合利用研究的工作显得尤为紧 迫。

另一方面为保护耕地，国家正在限制或禁止使用粘土砖，建筑市场迫切 需要性能优良的新型建材替代粘土砖。因此利用磷石膏代替粘土生产新型节 能粘土砖是可以同时解决上述两大难题的好办法。为此人们做了大量的研究 工作，申请号为CN98111863.1、CN01107871.5、CN02113184.8、CN02113776.5 中国专利文献均分别公开了各种以磷石膏为原料制造烧结砖的技术方案。其 中，CN98111863.1公开的方案是：利用重量百分比为55～65％的废磷渣、35～ 45％的黄沙、页岩和煤矸石，经搅拌混合、成型，在700～900℃温度下烧结。 该专利未说明所用废磷渣是黄磷烧渣还是磷石膏，以及所制备的烧结砖产品 的强度是否达到10Mpa以上。CN01107871.5申请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％，上述物 料经混合、成型、煅烧即得产品，但该产品的抗压强度在7.5Mpa左右，不能 满足承重墙标准要求，应用范围受限。CN02113184.8和CN02113776.5所公开 的核心技术是采用铁化合物作为催化增强剂，可以有效提高烧结砖的强度， 尤其是本申请人在CN02113184.8中公开的磷石膏烧结砖的制备方法，选择 Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄等含铁化合物作为催化增强剂，可以明显提高烧结砖的强度， 其抗压强度可达到10～13Mpa。但由于煅烧温度高达900℃，而石膏在900℃ 温度时会发生分解产生二氧化硫气体，因而增加了环境污染问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中煅烧温度过高导致石 膏分解产生二氧化硫气体而带来的环境污染的问题，提供一种煅烧时可避免 石膏分解产生二氧化硫的磷石膏烧结砖的制备方法，从而达到保护环境的目 的。

本发明提供的技术方案是：原料包括磷石膏、成型粘接剂料、催化增强 剂和降熔增强剂，经破碎、混合、成型、晾干，按常规工艺入窑焙烧制得磷 石膏烧结砖；所述成型粘接剂料为粘土或页岩，所述催化增强剂为含铁化合 物，所述降熔增强剂为氟硅酸盐；磷石膏、成型粘接剂料、催化增强剂和降 熔增强剂的重量比为55～80∶16～41∶1～2∶1～4；焙烧温度在700～870℃。

本发明是基于以下原理实现的：氟硅酸盐在加热煅烧时，随着温度的不 断升高，分别分解为四氟化硅或氟化盐，而四氟化硅和氟化盐对硅酸盐类物 质有较强的侵蚀作用，可以活化硅酸盐类物质，大幅降低硅酸盐类物质的熔 化温度。因此，砖体内掺加一定量的氟硅酸盐后，在窑内加热煅烧时，由氟 硅酸盐分解的四氟化硅或氟化物在砖体内部侵蚀周围的硅酸盐类物质，致使 各类物质的烧结温度也随之大幅降低，并将各类物质的变体熔结，使砖体充 分密实，具有较高的抗压强度。这就是说降熔增强剂的加入，因降低了砖体 烧结温度，不仅砖体的抗压强度能达到标准要求，而且避免了石膏分解产生 二氧化硫气体污染环境。

所述成型粘结剂除了粘土和页岩，还可以选择膨润土或凹凸棒土。

所述催化增强剂可以是Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄、Fe₂O₃或Fe₃O₄中的一种或几 种组合物。这几种铁化合物原料易得，价格低，也可来自于工业废料，如： 以三氧化二铁为主要成份的硫酸烧渣、钛白副产硫酸亚铁、铁矿或磁铁矿的 选铁尾矿、含铁的城市污泥等。