磷石膏改性及其作水泥緩凝劑的應(yīng)用研究.pdf

1、磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸的工業(yè)副產(chǎn)品，經(jīng)分析表明其化學(xué)組成與天然石膏相似，主要成分是二水石膏(CaSO4·2H2O)，理論上完全可以代替天然石膏用作水泥緩凝劑。但由于磷礦石及其產(chǎn)生磷石膏的反應(yīng)，造成磷石膏本身含有與天然石膏不同的有害雜質(zhì)存在，如可溶性P2O5、F、有機(jī)物等，加之磷石膏本身的特性如含水率高、呈酸性狀態(tài)等，因此給磷石膏的大量應(yīng)用造成了一定的困難。 未經(jīng)處理的原狀磷石膏用作水泥緩凝劑，對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度有明顯影響。本課

2、題通過對(duì)磷石膏摻量、不同產(chǎn)地、陳化時(shí)間等系統(tǒng)研究表明，與天然石膏作水泥緩凝劑相比，摻磷石膏的水泥凝結(jié)時(shí)間延長，水泥早期強(qiáng)度下降，同時(shí)磷石膏還容易腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致下料倉堵塞等不良影響，造成水泥生產(chǎn)難以控制，水泥質(zhì)量波動(dòng)較大。水泥是連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)工藝，原狀磷石膏無法連續(xù)穩(wěn)定加入到水泥生產(chǎn)中，難以形成工業(yè)化應(yīng)用。因此要想將磷石膏連續(xù)穩(wěn)定地用于水泥生產(chǎn)，必須對(duì)原狀磷石膏進(jìn)行改性。 磷石膏改性原理是根據(jù)磷石膏含有的可溶性雜質(zhì)性質(zhì)，采用

3、堿性鈣質(zhì)等材料進(jìn)行中和反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為難溶的磷酸鈣等物質(zhì)，從而降低有害雜質(zhì)的影響，減少對(duì)水泥性能的危害。本課題采用在磷石膏中加入石灰、粉煤灰、改性劑，經(jīng)混合攪拌、擠壓成型或圓盤成球、烘干干燥等工藝對(duì)磷石膏改性，用作水泥緩凝劑。 研究結(jié)果表明，改性磷石膏可代替天然石膏用作水泥緩凝劑，并可較好改善水泥性能。改性磷石膏的水泥與天然石膏的水泥相比其凝結(jié)時(shí)間與強(qiáng)度基本一致，強(qiáng)度甚至略有上升；與原狀磷石膏相比，凝結(jié)時(shí)間縮短1h左右，早期強(qiáng)度

4、明顯改善。 進(jìn)一步研究表明，改性磷石膏對(duì)不同品種水泥性能的影響不盡相同，改性方法視水泥品種的不同而有所不同。綜合考慮水泥的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度因素，硅酸鹽水泥宜采用石灰中和、煅燒、再結(jié)晶方法改性處理的磷石膏；普通硅酸鹽水泥可以采用僅經(jīng)石灰中和改性處理的磷石膏；礦渣硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥可以直接采用磷石膏，但磷石膏中的可溶性P2O5含量應(yīng)控制在1.5％以下。 本課題還對(duì)改性磷石膏所生產(chǎn)的水泥對(duì)混凝土外加劑的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，

5、結(jié)果表明，與天然石膏水泥相比，磷石膏水泥與外加劑的適應(yīng)性無明顯不良影響。 為了使改性磷石膏作水泥緩凝劑能穩(wěn)定加入到水泥生產(chǎn)中，保證水泥質(zhì)量，本課題結(jié)合現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝實(shí)際情況，提出改性磷石膏的三種生產(chǎn)方法，即擠壓成型法、圓盤造粒成球法、煅燒脫水再水化成球法，使改性磷石膏充分適應(yīng)現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中石膏庫下料及自動(dòng)計(jì)量裝置，使之連續(xù)穩(wěn)定地加入，從而實(shí)現(xiàn)了磷石膏的工業(yè)化應(yīng)用。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，磷石膏經(jīng)改性作水泥緩凝劑所生產(chǎn)的水泥性能