[发明专利]一种两步煅烧制备磷石膏基胶凝材料的方法

说明书

本发明公开了一种两步煅烧制备磷石膏基胶凝材料的方法，本发明中对磷石膏进行水洗、酸洗处理，有效促进磷石膏中的CaSO4·2H2O向无水CaSO4的晶型转变速率，提高磷石膏中无水CaSO4含量，实现磷石膏深度净化，避免杂质对磷石膏的煅烧产生影响，降低煅烧温度；之后粉煤灰、活性炭混合研磨，经快烧脱水、还原气氛下高温烧结的两段式煅烧，得到磷石膏基胶凝材料，活性炭和粉煤灰的加入可以为磷石膏的分解提供还原气氛，促进磷石膏的分解，提高磷石膏的分解率。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种两步煅烧制备磷石膏基胶凝材料的方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸的副产物，其主要成分是 CaSO4·2H2O，其中还包含一些H+，可溶性 P2O5以及 F等一些杂质。这些杂质限制了磷石膏的综合利用。磷石膏在建材方面的应用，主要有制建筑石膏粉、石膏板和石膏砌块，用作水泥缓凝剂和制硫酸联产水泥等。但由于含有可溶性 P 和 F，会使水泥过度水化，致使水泥的凝结时间过长；磷石膏中可溶性P2O5会影响磷石膏胶凝材料水化硬化后制品的外观形貌。

磷石膏资源化的研究进程中，磷石膏分解技术的理论研究是其热点之一，目标是将磷石膏中的CaSO4分解成SO2与CaO，分别用作生产硫酸和水泥的原料。在空气气氛中，磷石膏热分解起始温度为1000℃，终结分解温度为1370℃，氧气的存在有利于磷石膏中CaSO4的稳定，抑制磷石膏的分解。

发明内容

本发明提供了一种两步煅烧制备磷石膏基胶凝材料的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种两步煅烧制备磷石膏基胶凝材料的方法，将磷石膏经水洗、酸洗处理，进行深度除杂净化，之后粉煤灰、活性炭混合研磨，经快烧脱水、还原气氛下高温烧结的两段式煅烧。

具体步骤如下：

（1）按照2-4:1的液固比将80-100份磷石膏放入水中，充分搅拌10-15分钟，静置30-40分钟后，将上层水液倒出，如此反复冲洗2-3遍，在50-70℃温度下干燥8-13小时；

（2）按照8-10:1的液固比，将上述水洗后的磷石膏加入到配制好的30%硫酸溶液中，搅拌酸洗25-40分钟后，快速过滤，滤饼采用去离子水充分洗涤后，在100-110℃烘箱中干燥2-5小时；

（3）将10-16份粉煤灰、13-20份活性炭放入球磨机中混合均匀粉磨，然后加入按照物料质量5-8%的水，再将上述酸洗后的磷石膏经粉磨处理后，加入到球磨机中，继续研磨混合均匀，经成球机制球造粒；

（4）先将电炉升温至预设温度后，然后将上述球料平铺在钢板上，迅速放入电炉中，到达预设时间20-40s后，将物料取出，完成预烧制脱水；

（5）取出后立即放置于马弗炉中，通入10% CO气氛下，在950-1150℃温度下保温30-60分钟，将煅烧后的物料取出后进行粉磨，过80μm网筛，得到磷石膏基胶凝材料。

其中，所述步骤（2）酸洗条件具体参数为：酸洗温度在80-90℃，搅拌转速在250-400r/min。