專利名稱：水泥緩凝劑及利用半水磷石膏直接制備水泥緩凝劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)副產(chǎn)半水磷石膏直接制備水泥緩凝劑的方法，屬于水泥添加劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水泥是工程建筑中主要原料之一，得到了廣泛、大量的應(yīng)用。石膏則是水泥生產(chǎn)過程中不可缺少的緩凝劑，加入量在4 5%左右，市場需求量非常大?，F(xiàn)在水泥生產(chǎn)所使用的緩凝劑大多為天然石膏，隨著工業(yè)的發(fā)展，水泥的使用量越來越大，天然石膏的需求量也將隨之增加，這樣不僅會(huì)造成天然石膏資源的緊缺，同時(shí)工業(yè)副產(chǎn)的石膏也無法得到有效利用，如磷化工企業(yè)在濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量磷石膏，未得到很好利用，不僅造成磷石膏資源的浪費(fèi)，還造成環(huán)境污染問題。磷石膏是磷酸、磷銨等磷肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。隨著我國高濃度復(fù)合肥及飼料添加劑需求量的增加，每年排出的磷石膏量也非常巨大。開發(fā)利用磷石膏代替天然石膏生產(chǎn)水泥緩凝劑，既可以節(jié)約天然石膏資源和降低水泥成本，又可以解決堆存磷石膏造成的生態(tài)環(huán)境污染問題。目前，磷石膏直接作為水泥緩凝劑的應(yīng)用存在很多難題，如粉塵大，組成不穩(wěn)定，難于準(zhǔn)確計(jì)量，易堵塞設(shè)備等問題。2007年中國專利CN1887773A公開了 “一種水泥緩凝劑及其生產(chǎn)方法”，該方法在工業(yè)副產(chǎn)的磷石膏中加入適量的半水石膏和水，攪拌混合，凝結(jié)硬化得到水泥緩凝劑產(chǎn)品。 該工藝雖然節(jié)約了天然石膏，解決了磷石膏直接做水泥緩凝劑粉塵大、計(jì)量困難、不便于生產(chǎn)操作等問題，但是仍然存在不足之處①該方法以工業(yè)副產(chǎn)的二水磷石膏為主要原料，加入的半水石膏一般采用烘干、高溫煅燒等工藝措施制得，這樣使生產(chǎn)水泥緩凝劑工藝復(fù)雜， 能耗增加，成本升高，烘干過程還帶來對(duì)環(huán)境的二次污染。②工業(yè)副產(chǎn)的二水磷酸鈣直接加工成水泥緩凝劑，由于磷石膏中的可溶性酸性物質(zhì)(如H3P04、HF、P2O5等)的存在，其結(jié)構(gòu)松散，不便于應(yīng)用和儲(chǔ)存運(yùn)輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是使制備得到的緩凝劑在造粒工序產(chǎn)出的半成品在很短時(shí)間內(nèi)凝結(jié)硬化，可以直接利用裝載機(jī)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，大幅度節(jié)約產(chǎn)品倉儲(chǔ)面積。本發(fā)明的技術(shù)方案，水泥緩凝劑由下列重量配比的原料制備而成陳化半水石膏 (半水硫酸鈣)80 90份堿性激化劑0. 5 4份水10 20份。其中，所述二水石膏可由濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的半水石膏進(jìn)行陳化得到。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以由下列重量配比的原料制備而成磷石膏80 90份 堿性激化劑0.5 4份水10 20份。其制備方法先將磷石膏陳化，待磷石膏中的半水石膏的40% 80% (優(yōu)選的是60-70%)轉(zhuǎn)化為二水石膏后打散，加入堿性激化劑及水，混合造粒，自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干，即得。本發(fā)明所得水泥緩凝劑產(chǎn)品成球率，成球強(qiáng)度均較高。所述磷石膏優(yōu)選由濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的半水石膏。
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優(yōu)選的方案是磷石膏85 90份堿性激化劑1. 5 2份水10 15份。上述工藝中陳化過程半水石膏的轉(zhuǎn)化率滿足的要求為重量百分比40% 80%， 優(yōu)選的是60-70%轉(zhuǎn)化。因半水石膏具有膠凝特性，轉(zhuǎn)化率過高，不利于造粒工序產(chǎn)品的凝結(jié)硬化，降低成球產(chǎn)品的強(qiáng)度及產(chǎn)品成球率。轉(zhuǎn)化率過低，增加了產(chǎn)品的后期熟化時(shí)間。上述工藝中所述堿性激化劑是指使石膏中酸性物質(zhì)生成水不溶鈣鹽的堿性物質(zhì)。進(jìn)一步地，所述堿性激化劑是生石灰、消石灰或電石渣。上述工藝中，造粒后，產(chǎn)品出造粒機(jī)即有一定強(qiáng)度，5分鐘后產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在 3-5MPa，從1米高的試驗(yàn)平臺(tái)上自由跌落其破碎率< 10%，可以直接利用裝載機(jī)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，大幅度節(jié)約產(chǎn)品倉儲(chǔ)面積。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明以濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的半水磷石膏為原料，直接生產(chǎn)出成球強(qiáng)度和成球率較高水泥緩凝劑，簡化了現(xiàn)有水泥緩凝劑的生產(chǎn)工藝流程，增加磷化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益；同時(shí)本發(fā)明添加的堿性激化劑不僅可以加速造粒出的半成品凝結(jié)硬化，提高生產(chǎn)效率。且，堿性激化劑對(duì)磷石膏中的可溶性酸性物質(zhì)(如H3po4、HF、 P2O5等)進(jìn)行處理，避免了酸性物質(zhì)會(huì)延遲水泥的凝結(jié)時(shí)間以及對(duì)混凝土鋼筋德腐蝕作用。另外，中和反應(yīng)蒸發(fā)產(chǎn)品中多余的水分，采取自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干熟化，不需要增加額外熱量和工序養(yǎng)護(hù)即可得到用于水泥生產(chǎn)的緩凝劑。制得的水泥緩凝劑產(chǎn)品性能穩(wěn)定，調(diào)凝效果更好。


圖1為一本發(fā)明利用工業(yè)副產(chǎn)半水磷石膏直接制備水泥緩凝劑工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不局限于實(shí)施例。實(shí)施例1以90kg的濕法磷酸生產(chǎn)中副產(chǎn)的半水石膏為原料，進(jìn)行陳化，待半水石膏轉(zhuǎn)化為二水石膏，轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%后，粉碎打散，將打散后的石膏裝入儲(chǔ)斗，與2. 5kg生石灰、18kg 水同時(shí)輸入到造粒機(jī)中，進(jìn)行混合造粒，造粒后的半成品通過皮帶輸送到庫房，自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干即得水泥緩凝劑產(chǎn)品。實(shí)施例2以80kg的濕法磷酸生產(chǎn)中副產(chǎn)的半水石膏為原料，進(jìn)行陳化，待半水石膏轉(zhuǎn)化為二水石膏，轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%后，粉碎打散，將打散后的石膏裝入儲(chǔ)斗，與2. Okg生石灰，Mkg 水同時(shí)輸入到造粒機(jī)中，進(jìn)行混合造粒，造粒后的半成品通過皮帶輸送到庫房，自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干即得水泥緩凝劑產(chǎn)品。實(shí)施例3以85kg的濕法磷酸生產(chǎn)中副產(chǎn)的半水石膏為原料，進(jìn)行陳化，待半水石膏轉(zhuǎn)化為二水石膏，轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%后，粉碎打散，將打散后的石膏裝入儲(chǔ)斗，與2. 3kg生石灰、16kg 水同時(shí)輸入到造粒機(jī)中，進(jìn)行混合造粒，造粒后的半成品通過皮帶輸送到庫房，自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干即得水泥緩凝劑產(chǎn)品。上述實(shí)施例1-3造粒后，產(chǎn)品出造粒機(jī)即有一定強(qiáng)度，5分鐘后產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在3-5MPa，從1米高的試驗(yàn)平臺(tái)上自由跌落其破碎率< 10%。對(duì)比例1制備方法同實(shí)施例1，唯一不同的是沒有添加堿性激化劑。對(duì)比實(shí)施例1造粒后，5分鐘后產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在0. 1 0. 2MPa,從1米高的試驗(yàn)平臺(tái)上自由跌落其破碎率100%。對(duì)比例2制備方法同實(shí)施例3，唯一不同的是沒有添加堿性激化劑。對(duì)比實(shí)施例2造粒后，5分鐘后產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在0. 1 0. 2MPa,從1米高的試驗(yàn)平臺(tái)上自由跌落其破碎率100%。水泥緩凝劑產(chǎn)品指標(biāo)如下表 權(quán)利要求
1.水泥緩凝劑，其特征在于由下列重量配比的原料制備而成半水石膏18 40份 二水石膏40 72份堿性激化劑0. 5 4份水10 20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥緩凝劑，其特征在于所述二水石膏由濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的半水石膏進(jìn)行陳化得到。
3.水泥緩凝劑，其特征在于由下列重量配比的原料制備而成磷石膏80 90份堿性激化劑0. 5 4份水10 20份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥緩凝劑，其特征在于磷石膏、堿性激化劑、水的重量配比為磷石膏85 90份堿性激化劑1. 5 2份水10 15份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的水泥緩凝劑，其特征在于所述堿性激化劑是指使石膏中酸性物質(zhì)生成水不溶鈣鹽的堿性物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥緩凝劑，其特征在于所述堿性激化劑是生石灰、消石灰或電石渣。
7.水泥緩凝劑的制備方法，先將磷石膏陳化，待磷石膏中的半水石膏的重量百分比 40% 80 %，優(yōu)選的是60-70%，轉(zhuǎn)化為二水石膏后打散，加入堿性激化劑及水，混合造粒， 自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干，即得；其中，磷石膏、堿性激化劑、水的重量配比為磷石膏80 90份堿性激化劑0. 5 4份水10 20份；優(yōu)選的是磷石膏85 90份堿性激化劑1. 5 2 份水10 15份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述磷石膏為濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的半水石膏。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述堿性激化劑是指使石膏中酸性物質(zhì)生成水不溶鈣鹽的堿性物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述堿性激化劑是生石灰、消石灰或電石渣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)副產(chǎn)半水磷石膏直接制備水泥緩凝劑的方法，屬于水泥添加劑制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明水泥緩凝劑是先將磷石膏陳化，待磷石膏中的半水石膏的40％～80％轉(zhuǎn)化為二水石膏后打散，加入堿性激化劑及水，混合造粒，自然養(yǎng)護(hù)風(fēng)干，即得；其中，磷石膏、堿性激化劑、水的重量配比為磷石膏80～90份∶堿性激化劑0.5～4份∶水10～20份。本發(fā)明制備得到的緩凝劑在造粒工序產(chǎn)出的半成品在很短時(shí)間內(nèi)凝結(jié)硬化，產(chǎn)品出造粒機(jī)即有一定強(qiáng)度，5分鐘后產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度在3-5MPa，從1米高的試驗(yàn)平臺(tái)上自由跌落其破碎率＜10％，可以直接利用裝載機(jī)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，大幅度節(jié)約產(chǎn)品倉儲(chǔ)面積。同時(shí)，生產(chǎn)工藝流程簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。
文檔編號(hào)C04B22/14GK102351453SQ201110183609
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉興良, 李劍秋, 李進(jìn), 王佳才, 袁海斌, 鄒建, 雷波 申請(qǐng)人:四川川恒化工股份有限公司