[发明专利]水泥缓凝剂的生产方法

说明书

本发明公开了水泥缓凝剂的生产方法，属于石膏综合利用领域。本发明解决的技术问题是现有石膏水泥缓凝剂制备工艺陈化时间长，添加于水泥中时凝结时间不稳定。本发明水泥缓凝剂的生产方法包括以下步骤：将水、硫酸、磷酸混合得到液相介质，将半水石膏加入液相介质得到混合料浆，在加热条件下发生重结晶反应使半水石膏充分转化为二水石膏，然后经过滤、洗涤得到水泥缓凝剂。本发明制备得到的水泥缓凝剂满足GB/T23456‑2018磷石膏一级标准，初终凝时间满足GB/T21371‑2008用于水泥中的工业副产石膏质量标准。本发明流程短、能耗低，质量指标稳定，并可回收石膏中的水溶磷和共晶磷，实现资源循环利用。

技术领域

本发明属于石膏综合利用领域，具体涉及水泥缓凝剂的生产方法。

背景技术

水泥缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。将石膏运用于水泥中的缓凝剂，现有技术中已有相关介绍，主要有天然石膏、工业副产石膏(脱硫石膏、二水磷石膏、半水磷石膏、钛石膏、柠檬酸石膏等)。天然石膏和脱硫石膏可直接作为水泥缓凝剂，但天然石膏已被国家限制性开采，产能不能满足水泥行业需求，而脱硫石膏不能满足缓凝剂的需求量，且脱硫石膏成本高。

随着我国磷肥工业的快速发展，副产的磷石膏量急剧增加，磷石膏的年排放量已达5000 万t左右，因资源化利用存在技术瓶颈，磷石膏消化量小，累计堆存量超过2亿t。其中，半水磷石膏是生产湿法磷酸过程中排放的工业废渣，通常含有较多的半水硫酸钙(CaSO₄·1/2H₂O)，含有少量未完全分解的磷矿、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。磷石膏大多堆存处理，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染。可见，磷石膏已到了必须大力处置不可的地步，否则，将直接影响人、环境和社会的和谐，以及国土保护，并直接给企业的生存和发展带来难以预计的损失，磷石膏的开发和应用，变得迫在眉睫。

中国专利CN101792278A公开了用磷石膏生产水泥缓凝剂的方法，使用二水磷石膏与电石渣混合，造粒、陈放时间大于24小时。专利CN1887773A公开了一种水泥缓凝剂及其生产方法，使用二水磷石膏、半水磷酸膏和水按照一定比例混合、搅拌后，成球、凝结硬化后即得产品，但是该工艺不能固化石膏中的水溶磷，会影响凝结时间。专利CN104072003A和CN108996937A，也提及到工业副产石膏制备水泥缓凝剂的方法。现有工艺大多为磷石膏的干混，或者副产石膏与碱性物质混合、陈化，在化工领域属固液反应，反应不充分、陈化时间长，作为缓凝剂添加于水泥中时凝结时间不稳定，导致该类缓凝剂不能在水泥行业内较好的推广和被接受。

发明内容

本发明想要解决的技术问题是现有石膏水泥缓凝剂制备工艺陈化时间长，添加于水泥中时凝结时间不稳定。

本发明解决上述问题的技术方案是提供水泥缓凝剂的生产方法，包括以下步骤：将水、硫酸、磷酸混合得到一定浓度的液相介质，将半水石膏加入液相介质得到混合料浆，在一定温度条件下发生重结晶反应，使半水石膏充分转化为二水石膏，然后经过滤分离、洗涤得到水泥缓凝剂。

其中，液相介质中P₂O₅质量浓度30％，SO₃质量浓度10％。

其中，重结晶反应温度为40～95℃。

其中，重结晶时间控制在≥0.5h。

其中，反应结束后石膏结晶水含量控制在≥19％。

其中，过滤分离包括过滤和压滤分离设备。

其中，控制水泥缓凝剂水份含量20％。

其中，半水石膏包括天然半水石膏、工业副产半水石膏。