[发明专利]一种改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥制备技术领域，尤其是一种改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中，磷矿石经硫酸分解、过滤制取磷酸所产生的固体废弃物，呈粉末状，其主要物相组成为二水石膏，含有少量的五氧化二磷(P₂O₅)。我国是世界上第一大磷肥生产国，同时也是副产磷石膏量最大的国家。国内每年磷石膏排放量接近5000万吨，与天然石膏年开采量相当。磷石膏的堆存不仅占用大量土地，而且容易对地表(下)水体、土壤、植被、大气环境造成污染，巨额的磷石膏堆场的投资和运行费用，与日俱增的环保压力，严重制约原本利润就很薄的磷复肥生产企业的生存和发展。

硫铝酸盐水泥是当代世界水泥发展史上的新品种，与硅酸盐水泥和铝酸盐水泥相比,它具早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等优良特性。广泛应用于土木工程中的冬季施工工程、抗渗与防水工程、抢修工程、二次补强工程、灌浆工程、海洋及耐腐蚀工程等领域中，具有十分乐观的发展前景。

硫铝酸盐水泥主要是以适当成分的石灰石、矾土、石膏为原料，以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的熟料，与组成材料(石膏和石灰石等)共同粉磨所制成。

如专利号为CN201210008894.X的《硫铝酸盐海工水泥及其制备方法》采用水泥熟料、硬石膏、石灰石、矿渣、减水剂、引气剂、缓凝剂、硅粉等为原料进行硫铝酸盐产品的制备。

又如专利号为CN201310266350.8的《一种生产硫铝酸盐水泥的方法》采用的是石灰石、磷石膏、低品位矾土、以及焦炭在1250-1300℃的温度下煅烧处理30min，最后制得成品水泥的。

再如专利号为CN03143253.0的《改性快硬硫铝酸盐水泥》采用硫铝酸盐水泥混熟料、硅酸盐水泥熟料、石膏、混合材按照一定配比制备而成的。

由此可见，在现有技术中，硫铝酸盐水泥生产中，尤其是配置水泥时，主要使用的是天然石膏，而天然石膏属于不可再生资源。为此，对于硫铝酸盐水泥产品的生产原料，急需要提供一种新思路，降低生产成本，节约天然石膏的用量，减少磷石膏的堆存量，缓解磷石膏堆放对环境造成的污染。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥及其制备方法，利用磷石膏替代天然石膏，以提高磷石膏利用率，实现磷石膏的资源化利用，降低水泥生产成本，减少环境污染和资源消耗等特征。

并且，在磷石膏中含有微量的五氧化二磷，在混凝土中和氧化钙反应会产生偏磷酸盐，导致混凝土缓凝；在混凝土中二水石膏与硫铝酸钙水化反应过快，导致混凝土起灰；同时，由于混凝土中硫铝酸钙水化反应速度过快，与硅酸二钙水化反应速度不协调而导致混凝土后期强度倒缩，故硫铝酸盐水泥配制采用二水石膏，尤其是二水磷石膏是较为不理想的，因此，要使用磷石膏作为硫铝酸盐水泥的组成材料，必须进行改性处理。

为此，本发明具体通过以下技术方案来得以实现：

一种改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥，其原料成份为硫铝酸盐水泥熟料为70-80份、石灰石粉10-18份、改性磷石膏10-20份。

所述的硫铝酸盐水泥熟料是无水硫铝酸钙、硅酸二钙和铁相。

所述的改性磷石膏是加入五氧化二磷含量的1-1.5倍的改性剂调整后，所获得的。

所述的改性剂为生石灰。

本发明还提供一种改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将硫铝酸盐水泥熟料于φ500mm×500mm试验小磨中粉磨至75-85um，筛余在≤2％，比表面积350～400m²/kg，待用；将石灰石于φ500mm×500mm试验小磨中粉磨至75-85um，筛余在≤2％，比表面积350～400m²/kg，待用；将磷石膏置于马沸炉中，经过500-600℃的高温煅烧处理至无水磷石膏后，并取样分析其中的五氧化二磷的含量，并根据五氧化二磷的含量加入1-1.5倍的改性剂，再将其置于φ500mm×500mm试验小磨中粉磨至75-85um，筛余在≤2％，比表面积350～400m²/kg，待用；

(2)水泥制备：按照上述原料成份比例将步骤1)制备好的原料进行混合，并按照传统工艺制备即可获得改性磷石膏配制的硫铝酸盐水泥。

所述的原料制备中，各原料在φ500mm×500mm试验小磨中粉磨至80um。