[发明专利]一种磷渣粉活性复合激发剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种磷渣粉活性复合激发剂。

背景技术

随着我国黄磷工业的不断发展和壮大，提炼黄磷过程中排放出大量的磷渣。电炉法制备黄磷以磷矿石作为原料，以焦炭作为磷的还原剂，以硅石作为磷的成渣剂。提炼黄磷时，成渣剂中SiO₂熔点降低，在（1350-1400）℃，与磷矿石中的钙化合，形成以硅酸钙为主要成分的熔融炉渣，经高压水淬处理，形成颗粒状磷渣。工业上每生产1t黄磷，大约产生(8-10)t磷渣。我国2012年（1-12）月共开采磷矿石9529.46万t，生产近900万t磷，产生的磷渣达9000多万t。加上历年的累积，存量惊人！目前，如此大量的磷渣主要以工业废弃物的形式堆放处理，堆放不仅占用大量土地，而且污染堆放附近的土壤和水体。

磷渣主要化学组分与矿粉和粉煤灰相似，都是SiO₂，CaO和Al₂O₃等化合物；磷渣排放过程中，经高压水淬处理，主要以玻璃体形式存在。这说明，磨细的磷渣粉也具有一定的潜在火山灰活性，可以作为混凝土和砂浆的掺合料。但是磷渣中的Al₂O₃和MgO含量明显低于矿渣， SiO₂含量一般高于矿渣，所以其水化活性低于矿渣粉。当磷渣粉作为掺合料使用时，易造成混凝土和砂浆早期强度低，强度发展较慢等问题。此外，磷渣还含有3%-5%的P₂O₅，当磷渣粉作为掺合料使用时，容易引起浆体缓凝的问题。磷渣粉作为掺合料引起的缓凝、早期强度低和强度发展较慢等问题，严重影响了磷渣粉作为掺合料的应用市场。要解决这一系列问题的技术关键在于开发合适的激发剂来激发磷渣的活性。

与此同时，随着我国现代化建设的发展，水泥和混凝土行业的发展增速非常快，优质混合材和掺合料的市场需求也越来越大。目前市场上优质的掺合料矿渣粉和粉煤灰，在有些地区已经出现了不同程度的紧缺。开发研究新的掺合料迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效激发磷渣粉活性，解决磷渣粉的掺入引起混凝土和砂浆缓凝、早强低和强度发展慢等问题的磷渣粉活性复合激发剂及其使用方法。

本发明提出的一种磷渣粉活性复合激发剂，组分包括电石渣、脱硫石膏、硅酸钠、硫酸铝和氢氧化钠。各组分的质量比为：

电石渣                      100

脱硫石膏                    20-80

硅酸钠                      20-60

硫酸铝                      20-60

氢氧化钠                    20-60。

各组份较佳的质量比为：

电石渣                     100

脱硫石膏                   20-60

硅酸钠                     25-40

硫酸铝                     25-50

氢氧化钠                   25-45。

本发明中，所述电石渣为生产乙炔的残渣烘干处理后的产品，其游离水质量比例不大于3%，氢氧化钙质量比例不小于85%。

本发明中，所述脱硫石膏为烟气脱硫石膏，其游离水质量比例不大于5%，二水硫酸钙质量比例不小于85%。

本发明中，所述硅酸钠为化学纯试剂或化工原料中的一种。

本发明中，所述硫酸铝为化学纯试剂或化工原料中的一种。

本发明中，所述氢氧化钠为化学纯试剂或化工原料中的一种。

本发明提出的磷渣粉活性激发剂的制备方法，具体步骤如下：

按前述重量比例称取电石渣、脱硫石膏、硅酸钠、硫酸铝和氢氧化钠，通过机械搅拌、均化，即得所需产品。产品宜干燥密封储存。

本发明提出的磷渣粉活性激发剂的使用方法，具体步骤如下：

磷渣粉活性复合激发剂的掺量为磷渣粉质量的4%-12%。磷渣粉在作为掺合料使用时，首先根据实验设计配比称取相应的水泥、磷渣粉、复合激发剂、骨料和水，再将水泥、磷渣粉、复合激发剂和骨料投入到搅拌机中干拌均化，然后再加水搅拌。