[发明专利]一种复合磷石膏制备的地砖类材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合磷石膏制备的地砖类材料及其制备方法，由主料、媒介剂、表面活性剂制备而成，主料为磷石膏、钢渣和水泥熟料，主料中磷石膏的质量比为60‑80%、钢渣的质量比为5‑15%，水泥熟料的质量比为10‑30%；媒介剂由以下质量份的物料制成：糖蜜1份，氢氧化钙0.1‑0.2份，木质素磺酸钙0.3‑0.5份，聚羧酸0.4‑0.6份，硫酸钠0.3份；表面活性剂的添加量为主料质量的1‑1.5‰；媒介剂的添加量为主料质量的0.5‑1%。本发明以磷石膏为主要原料，用于制备地砖类材料，提高了磷石膏的资源化率，可消耗大量堆积的磷石膏，且极大地改善了磷石膏应用于建筑石膏的力学性能及环境适应性。

技术领域

本发明属于固废无害化处理技术领域，具体涉及一种复合磷石膏制备的地砖类材料及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸或磷酸盐复肥工业的副产品，1吨磷酸约产生5吨磷石膏。磷石膏的主要成分与天然石膏相同，都是CaSO4·2H2O。但由于磷石膏中磷、氟、有机物等杂质及二氧化硅的存在，严重影响了磷石膏的力学性能及环境适应性，致使其在建筑领域应用困难重重，特别是其中的共晶磷是导致其作为建筑石膏性能不佳的主要因素。目前，只有很小比例的磷石膏得以利用，大部分未被利用的磷石膏均采取露天堆放的形式处置。当前，磷石膏堆存量已经超过6亿吨，而资源化率平均不足30%。大量堆放的磷石膏不仅占用大量土地，随着磷石膏堆积高度增加，压强越大，磷石膏中所含氟化物、游离磷离子、P2O5、磷酸盐等污染物会逐渐渗透到地下，从而污染土壤和地下水，并且还会因风蚀、雨蚀等作用，对大气、水系造成严重污染，磷石膏排放企业不得不为此负担高昂的处置费用。

因此，加快磷石膏资源化利用的任务已迫在眉睫。从消纳总量以及对环境影响角度综合考虑，用磷石膏替代天然石膏制备建材产品是最适宜的利用方式之一，亦是发展趋势。为了消除磷石膏中杂质的影响，通常采用水洗、化学改性、提质等方式对磷石膏进行预处理，这些手段在一定程度上提高了磷石膏产品物理力学性能，但因磷硫为同族元素，磷酸根替换硫酸根的共晶磷在石膏中以化学键结合形式存在，难于将其分离或消除，这是磷石膏在建材领域难以有效资源化利用的问题所在。结合水硬性胶结料特性，构建新的胶结体系，是磷石膏作为建筑石膏的发展方向。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种复合磷石膏制备的地砖类材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案来实施的：

一种复合磷石膏制备的地砖类材料，由主料、媒介剂、表面活性剂制备而成，所述的主料为磷石膏、钢渣和水泥熟料，主料中磷石膏的质量比为60-80%、钢渣的质量比为5-15%，水泥熟料的质量比为10-30%；所述的媒介剂由以下质量份的物料制成：糖蜜1份，氢氧化钙0.1-0.2份，木质素磺酸钙0.3-0.5份，聚羧酸0.4-0.6份，硫酸钠0.3份；表面活性剂的添加量为主料质量的1-1.5‰；所述的媒介剂的添加量为主料质量的0.5-1%。

所述的磷石膏为复合磷石膏。

所述的复合磷石膏是指通过控制旋转干燥机尾气出口温度≥100℃，从而得到的含有二水磷石膏及半水磷石膏的复合物，所述的复合磷石膏中半水磷石膏的质量比为45%-48%。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。

一种复合磷石膏制备的地砖类材料，通过以下方法制得：

媒介剂制备

（1）称量，按比例称取糖蜜、氢氧化钙、木质素磺酸钙、聚羧酸和硫酸钠；

（2）将称取的糖蜜和氢氧化钙混合，控制反应温度为40-60℃，反应结束后得到混合物；

（3）向步骤（2）中得到的混合物中加入水并搅拌，水的加入量为步骤（1）中所称取的物料质量总和的2倍；