一種基于磷石膏的水泥緩凝劑的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于建筑領域，涉及一種建筑材料，具體涉及一種基于磷石膏的水泥緩凝 劑。
【背景技術】
[0002] 磷石膏是磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，每生產(chǎn)1噸磷酸會排放大約5噸廢 渣。由于磷化工工業(yè)的快速壯大發(fā)展，磷石膏廢料產(chǎn)量也快速增長。當前，全球磷石膏廢渣 的每年排放約2.8億噸，而我國排放量約占20%，截止最新數(shù)據(jù)顯示，我國約有2億噸磷石膏 堆積存放。磷石膏主要化學成份為二水石膏(CaS0 4 · 2H20)，類似于天然石膏，然而因為磷石 膏含有可溶性磷、氟及游離酸和其他雜質(zhì)，隨意排放會對環(huán)境造成嚴重污染。因此，磷肥生 產(chǎn)企業(yè)均需專門設立堆場，不僅占用土地，而且堆渣費用高，而且磷石膏長期堆存會污染水 資源，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。
[0003] 磷石膏替代天然石膏用作水泥緩凝劑，不僅節(jié)約大量寶貴石膏資源，而且變廢為 寶、成本低廉，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟意義，成為磷石膏廢棄物綜合再利用的主要途徑 之一。磷石膏的主要化學成份為二水石膏，質(zhì)量約為80%_98%，同時有少量雜質(zhì)存在。由于 它含有殘留的H 3P〇4和HF以及未反應的H2S04,因而磷石膏會表現(xiàn)出弱酸性。磷石膏作為一種 重要的再生石膏資源，純度較高，通常S0 3的質(zhì)量百分比大于或等于40%，比天然石膏中的 有效S03含量高?？扇芰资橇资嘀凶钪饕乃嵝噪s質(zhì)，來源于未反應的磷酸鹽與殘留的磷 酸，經(jīng)過洗滌過濾之后仍可部分保留在磷石膏中。直接應用于工業(yè)生產(chǎn)水泥時，這些雜質(zhì)會 延長水泥凝結(jié)時間，同時造成產(chǎn)品表面粉化，影響水泥表面光潔度。因而需要對磷石膏經(jīng)過 適當改性處理，才能取代天然石膏用于水泥生產(chǎn)。
[0004] 煅燒工藝可以使有害磷轉(zhuǎn)變成惰性的磷酸鹽礦物，從而不會影響水泥的凝結(jié)時間 及強度。但是煅燒工藝能耗大，產(chǎn)量有限。水洗法是磷石膏的傳統(tǒng)預處理主要工藝之一。磷 石膏中的可溶性雜質(zhì)一般附著在二水硫酸鈣晶體的表面，包括可溶性磷酸鹽、氟以及游離 的磷酸等，這些雜質(zhì)一般經(jīng)過水洗處理之后就會基本除去。但水洗除雜的能力有限，所以需 要反復多次進行水洗處理方可達到效果；同時水洗后需要大量水分蒸發(fā)烘干，因此不但造 成大量能量浪費，處理成本高，更為主要是的容易造成二次水資源嚴重污染問題，因此難以 大量推廣應用。而石灰中和處理需要大量的石灰用量，一般需要10 %含量的石灰才能有效 降低可溶磷含量，而石灰價格昂貴，所以使企業(yè)的經(jīng)濟效益嚴重下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于磷石膏的水泥緩凝劑，該緩凝劑能克服普通磷石 膏緩凝劑致使水泥凝結(jié)時間(特別是終凝時間）延長太多的缺陷，該緩凝劑與使用天然石膏 制成的緩凝劑對水泥物理性能的影響基本一致。
[0006] 上述目的是通過如下技術方案得以實現(xiàn)的：
[0007] 一種基于磷石膏的水泥緩凝劑，由如下重量份的原料制備而成:磷石膏60~80份、 瀝青廢料25~35份、石灰4~8份，水玻璃1~3份，12-羥基硬脂酸0.4~0.8份，無水硫酸鈉2 ~4份，十二烷基苯磺酸鈉0.6~1份，水3~7份；
[0008] 其中，所述磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，主要化學成份為二水石 膏，二水石膏的重量百分含量為80 %~98 % ;所述瀝青廢料為瀝青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料， 二氧化硅的含量為48~51%，三氧化二鐵的含量為5~7%，三氧化二鋁的含量為18~21%， 氧化鈣的含量為11~13%，氧化鎂的含量為2~4%，二氧化鈦的含量為0.5~1.5%，三氧化 硫的含量為1~2%，均為重量百分含量。
[0009] 優(yōu)選地，磷石膏70份、瀝青廢料30份、石灰6份，水玻璃2份，12-羥基硬脂酸0.6份， 無水硫酸鈉3份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，水5份。
[0010] 優(yōu)選地，磷石膏60份、瀝青廢料25份、石灰4份，水玻璃1份，12-羥基硬脂酸0.4份， 無水硫酸鈉2份，十二烷基苯磺酸鈉0.6份，水3份。
[0011]優(yōu)選地，磷石膏80份、瀝青廢料35份、石灰8份，水玻璃3份，12-羥基硬脂酸0.8份， 無水硫酸鈉4份，十二烷基苯磺酸鈉1份，水7份。
[0012]上述基于磷石膏的水泥緩凝劑的制備方法，先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球 機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑，最后自然陳化10~14小時。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點：
[0014] (1)本發(fā)明提供的基于磷石膏的水泥緩凝劑能克服普通磷石膏緩凝劑致使水泥凝 結(jié)時間(特別是終凝時間）延長太多的缺陷，該緩凝劑與使用天然石膏制成的緩凝劑對水泥 物理性能的影響基本一致。
[0015] (2)本發(fā)明提供的基于磷石膏的水泥緩凝劑制備原料簡單易得，成本低廉，制備工 藝簡單，真正實現(xiàn)"變廢為寶"。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明保護范 圍。盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對 本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。
[0017] 本發(fā)明所使用的磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，主要化學成份為二 水石膏，二水石膏的重量百分含量為80%~98% ;所述瀝青廢料為瀝青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 廢料，二氧化硅的含量為48~51%，三氧化二鐵的含量為5~7%，三氧化二鋁的含量為18~ 21%，氧化鈣的含量為11~13%，氧化鎂的含量為2~4%，二氧化鈦的含量為0.5~1.5%， 三氧化硫的含量為1~2%，均為重量百分含量。
[0018] 實施例1:基于磷石膏的水泥緩凝劑制備
[0019] 由如下重量份的原料制備而成:磷石膏70份、瀝青廢料30份、石灰6份，水玻璃2份， 12-羥基硬脂酸0.6份，無水硫酸鈉3份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，水5份。
[0020] 制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化12小時。
[0021 ]實施例2:基于磷石膏的水泥緩凝劑制備
[0022]由如下重量份的原料制備而成:磷石膏60份、瀝青廢料25份、石灰4份，水玻璃1份， 12-羥基硬脂酸0.4份，無水硫酸鈉2份，十二烷基苯磺酸鈉0.6份，水3份。
[0023] 制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化10小時。
[0024] 實施例3:基于磷石膏的水泥緩凝劑制備
[0025]由如下重量份的原料制備而成:磷石膏80份、瀝青廢料35份、石灰8份，水玻璃3份， 12-羥基硬脂酸0.8份，無水硫酸鈉4份，十二烷基苯磺酸鈉1份，水7份。
[0026]制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化14小時。
[0027]實施例4:實施例1的對比，不添加12-羥基硬脂酸
[0028]由如下重量份的原料制備而成:磷石膏70份、瀝青廢料30份、石灰6份，水玻璃2份， 無水硫酸鈉3份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，水5份。
[0029] 制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化12小時。
[0030] 實施例5:實施例1的對比，不添加十二烷基苯磺酸鈉
[0031] 由如下重量份的原料制備而成:磷石膏70份、瀝青廢料30份、石灰6份，水玻璃2份， 12-羥基硬脂酸0.6份，無水硫酸鈉3份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，水5份。
[0032] 制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化12小時。
[0033]實施例6:實施例1的對比，不添加12-羥基硬脂酸和十二烷基苯磺酸鈉
[0034]由如下重量份的原料制備而成:磷石膏70份、瀝青廢料30份、石灰6份，水玻璃2份， 12-羥基硬脂酸0.6份，無水硫酸鈉3份，水5份。
[0035]制備方法:先將各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑， 最后自然陳化12小時。
[0036]實施例7:對水泥物理性能影響
[0037]磷石膏作水泥緩凝劑時，影響水泥性能的主要是磷石膏中可溶性微量組分，如磷 酸或磷酸鹽、氟化物和一部分有機化合物，它們在生產(chǎn)的洗滌過程中未被除去，所以與天然 石膏相比，摻入磷石膏后，凝結(jié)時間有所延長，特別是終凝時間延長較多。
[0038]下表中列出了實施例1~6制備的緩凝劑對水泥物理性能的影響，并與市面上天然 石膏制備的緩凝劑進行了比較。
[0039]
[0040] 結(jié)果表明，本發(fā)明提供的基于磷石膏的水泥緩凝劑能克服普通磷石膏緩凝劑致使 水泥凝結(jié)時間(特別是終凝時間）延長太多的缺陷，該緩凝劑與使用天然石膏制成的緩凝劑 對水泥物理性能的影響基本一致；同時還可以提高水泥的抗折強度。本發(fā)明的水泥緩凝劑 的優(yōu)異效果與添加的12-羥基硬脂酸和十二烷基苯磺酸鈉有關，二者呈協(xié)同作用。
[0041] 上述實施例的作用在于說明本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護 范圍。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換， 而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于磷石膏的水泥緩凝劑，其特征在于，由如下重量份的原料制備而成:磷石膏 60~80份、瀝青廢料25~35份、石灰4~8份，水玻璃1~3份，12-羥基硬脂酸0.4~0.8份，無 水硫酸鈉 2~4份，十二烷基苯磺酸鈉 0.6~1份，水3~7份； 其中，所述磷石膏為磷肥工業(yè)中生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢料，主要化學成份為二水石膏，二 水石膏的重量百分含量為80%~98%;所述瀝青廢料為瀝青生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料，二氧 化硅的含量為48~51 %，三氧化二鐵的含量為5~7%，三氧化二鋁的含量為18~21 %，氧化 鈣的含量為11~13 %，氧化鎂的含量為2~4%，二氧化鈦的含量為0.5~1.5 %，三氧化硫的 含量為1~2%，均為重量百分含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磷石膏的水泥緩凝劑，其特征在于:磷石膏70份、瀝青廢 料30份、石灰6份，水玻璃2份，12-羥基硬脂酸0.6份，無水硫酸鈉3份，十二烷基苯磺酸鈉0.8 份，水5份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磷石膏的水泥緩凝劑，其特征在于:磷石膏60份、瀝青廢 料25份、石灰4份，水玻璃1份，12-羥基硬脂酸0.4份，無水硫酸鈉2份，十二烷基苯磺酸鈉0.6 份，水3份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磷石膏的水泥緩凝劑，其特征在于:磷石膏80份、瀝青廢 料35份、石灰8份，水玻璃3份，12-羥基硬脂酸0.8份，無水硫酸鈉4份，十二烷基苯磺酸鈉 1 份，水7份。5. 權(quán)利要求1~4任一所述的基于磷石膏的水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于:先將 各原料充分攪拌均勻，再經(jīng)成球機制成球狀的磷石膏水泥緩凝劑，最后自然陳化10~14小 時。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于磷石膏的水泥緩凝劑，由如下重量份的原料制備而成：磷石膏60～80份、瀝青廢料25～35份、石灰4～8份，水玻璃1～3份，12-羥基硬脂酸0.4～0.8份，無水硫酸鈉2～4份，十二烷基苯磺酸鈉0.6～1份，水3～7份。本發(fā)明提供的基于磷石膏的水泥緩凝劑能克服普通磷石膏緩凝劑致使水泥凝結(jié)時間(特別是終凝時間)延長太多的缺陷，該緩凝劑與使用天然石膏制成的緩凝劑對水泥物理性能的影響基本一致。
【IPC分類】C04B22/14, C04B24/16
【公開號】CN105503007
【申請?zhí)枴緾N201610033821
【發(fā)明人】郭嘉川
【申請人】溫嶺市創(chuàng)嘉信息科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月19日