[发明专利]包含磷石膏的复合材料

说明书

本公开内容提供了包含包括以下的组分的共混物的复合材料：(a)磷石膏；(b)沥青；和(c)颗粒物质；所述磷石膏的量是所述复合材料的总重量中的至少10％w/w。本文还提供了通过至少在高于50℃的温度混合磷石膏和颗粒物质来生产复合材料的方法，所述混合持续足以得到基本上干燥的颗粒混合物的时间，所述磷石膏的量是使得获得具有所述复合材料的总干重中的至少10％w/w磷石膏的复合材料；以及在混合时将熔融的沥青引入基本上干燥的颗粒混合物中，以获得所述复合材料。还公开了包含复合材料的制造的物品。

技术领域

本发明大体上涉及磷石膏废料的处理。

背景技术

以下列出被认为作为背景与本公开的主题相关的参考文献：

-N.M.Katamine“Phosphate waste in mixtures to improve theirdeformation”J.Transp.Eng.126:382-389(2000)；

-A.A.Cuadri等人“Valorization of phosphogypsum waste as asphalticbitumen modifier”Journal of Hazardous Materials 279:11-16(2014)。

本文中对以上参考文献的承认不应被推断为意味着这些以任何方式与本公开的主题的可专利性有关。

背景

磷石膏指的是作为从磷矿生产磷酸的副产物而形成的石膏。在这个过程中，主要包含磷酸钙(Ca₃(PO₄)₂)的磷矿和硫酸生产磷酸和石膏(CaSO₄)。

磷石膏包括各种有害杂质，例如放射性核素—铀和钍；重金属，例如镉、铬、铜、镍、铅、汞；以及其他有害物质，例如砷和氟化物。

处置大量磷石膏的环境影响具有重大挑战，并且因此，在磷酸生产厂附近堆积了数吨磷石膏。因此，磷石膏废料的再循环限于不受杂质存在负面影响的应用。

N.M.Katamine描述了包含沥青混凝土和不同磷酸盐填料(其中包括磷石膏)的混合物的变形(deformation)。它还描述了包含磷石膏的混合物表现出差的性能，并因此建议不要在磨耗层混合物(wearing course mixture)中使用磷石膏作为填料。

A.A.Cuadri等人描述了用作铺路材料的柏油沥青的处理，以获得性能改变的材料，铺路材料包括纯沥青、10％w/w磷石膏废料和0.5％w/w硫酸。通常，这种类型的工艺未能导致大量磷石膏废料的再循环，同时包含大量沥青。

发明概述

本公开内容尤其旨在提供用于磷石膏废料的解决方案。该解决方案通过在一定条件下处理与沥青粘合剂(bituminous binder)和颗粒物质组合的磷石膏废料，以获得可用于各种应用例如路障(road block)的压实的复合材料(compacted composite material)来提供，如下文进一步讨论的。

因此，本公开内容根据其最宽泛的方面提供了复合材料，该复合材料包含包括以下的组分的共混物：

(a)磷石膏；

(b)沥青；

(c)颗粒物质(优选地，矿物骨料(mineral aggregate))；

所述磷石膏的量是所述复合材料的总重量中的至少10％w/w。

本公开内容还提供了生产复合材料的方法，该方法包括：