改質(zhì)磷石膏作水泥緩凝劑的試驗(yàn)

1　試驗(yàn)材料

　　試驗(yàn)用熟料及粉煤灰化學(xué)成分見(jiàn)表1，天然二水石膏、磷石膏化學(xué)成分見(jiàn)表2。

　　原狀磷石膏中含有少量的水溶性P₂O₅、F^-、及酸性有機(jī)物等雜質(zhì)，其pH值一般在0.5～2.0之間，附著水在15.0%～20.0%。直接作水泥緩凝劑可顯著地延緩水泥的凝結(jié)，使水泥早期強(qiáng)度下降。

2　原狀磷石膏與天然二水石膏作緩凝劑水泥性能對(duì)比

　　原狀磷石膏與天然二水石膏作緩凝劑時(shí)水泥性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可看出，摻原狀磷石膏的水泥凝結(jié)時(shí)間顯著延長(zhǎng)，1d、3d抗壓強(qiáng)度顯著下降，故無(wú)法在水泥生產(chǎn)中應(yīng)用。

3　改質(zhì)磷石膏作緩凝劑的試驗(yàn)

　　我們采用A、B兩種無(wú)機(jī)非金屬材料同時(shí)作激發(fā)劑，A為氣硬性膠凝材料，B為水硬性膠凝材料。即將少量的A與B和磷石膏混合，充分?jǐn)嚢枋蛊溥M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使磷石膏中P₂O₅、F^-、生成難溶于水的鈣鹽，中和生成NH₃揮發(fā)掉，P₂O₅、F^-、化合量達(dá)98%以上。并利用A、B特有的膠凝作用使部分水溶性物質(zhì)提前發(fā)生“水化效應(yīng)”，從而解決了磷石膏妨礙水泥早期水化的難題。使用改質(zhì)磷石膏及天然二水石膏作緩凝劑時(shí)水泥性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

　　從表4、表5可見(jiàn)，摻改質(zhì)磷石膏的水泥凝結(jié)時(shí)間及1d、3d、28d強(qiáng)度接近或好于摻天然二水石膏的水泥?；炷列阅芙?jīng)試驗(yàn)對(duì)比沒(méi)有明顯變化，28d抗壓強(qiáng)度有所提高。

4　改質(zhì)磷石膏工藝流程及技術(shù)要求

　　
4.1　工藝流程
　　將原狀磷石膏計(jì)量按配方要求均勻加入A、B兩種無(wú)機(jī)非金屬材料，用皮帶輸送機(jī)送入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中攪拌5～8min，水分控制在15%左右，一般無(wú)須加水而直接利用磷石膏附著水。攪拌后的混合物送入堆棚進(jìn)行自然水化反應(yīng)24h后，將其運(yùn)至?xí)駡?chǎng)曬干(附著水小于5%)，入庫(kù)堆存5～7d繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)使其具有“水化效應(yīng)”?；?qū)⑺磻?yīng)24h后的混合物擠壓成人工礦石，堆存5～7d后破碎入庫(kù)，人工礦石抗壓強(qiáng)度一般控制在3MPa左右。
4.2　改質(zhì)磷石膏技術(shù)要求
　　1)水溶性P₂O₅<0.02%；
　　2)改質(zhì)磷石膏水料比為1∶1時(shí)pH≥9；
　　3)SO₃≥35.0%；
　　4)附著水≤5.0%；
　　5)放射性物質(zhì)含量符合建材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

5　改質(zhì)磷石膏成本

　　改質(zhì)磷石膏成本分析見(jiàn)表6，改質(zhì)磷石膏成本約為75元/t。

6　運(yùn)輸處理過(guò)程中的環(huán)保問(wèn)題

　　1)改質(zhì)磷石膏處理車(chē)間最好建在磷肥廠內(nèi)，使其形成產(chǎn)品后再銷(xiāo)售。
　　2)原狀磷石膏在運(yùn)輸過(guò)程中一般采用船或汽車(chē)裝運(yùn)到水泥廠處理車(chē)間或倉(cāng)庫(kù)，直接進(jìn)行中和堆存固化處理，基本全在室內(nèi)進(jìn)行。處理后的磷石膏水溶性物質(zhì)98%以上轉(zhuǎn)為不溶性物質(zhì)，呈小顆粒狀，故晾曬時(shí)不會(huì)形成二次污染。目前已與當(dāng)?shù)亓追蕪S進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)。