煅燒預(yù)處理對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料的影響.pdf

1、磷石膏(Phosphogypsum,簡(jiǎn)稱為PG)是濕法磷酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,其主要成分為二水石膏(CaSO4·2H2O),還有Si、P、F、有機(jī)物及其它一些雜質(zhì),呈酸性。磷石膏基復(fù)合膠凝材料(Phosphogypsum-based composite binder,簡(jiǎn)稱為PGCB)是磷石膏用于石膏建材的一種有效資源化途徑。然而,二水石膏微溶于水(溶解度為2g/L,20°C),耐水性較差;水溶性磷會(huì)延長(zhǎng)PGCB復(fù)合膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間,降

2、低其砂漿PGCB膠砂試件的強(qiáng)度;水溶性氟降低凝結(jié)時(shí)間,密度和強(qiáng)度。
　　在課題組前期工作基礎(chǔ)上,本論文以廣西鹿寨中遠(yuǎn)化工有限公司副產(chǎn)磷石膏為研究對(duì)象,用煅燒預(yù)處理磷石膏制備PGCB復(fù)合膠凝材料,其配比為:磷石膏(80％),粉煤灰(7%),普通硅酸鹽水泥(10%),消石灰(3%)及少量外加劑。主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面:
　　1、煅燒預(yù)處理工藝對(duì)消除磷石膏中雜質(zhì)的影響規(guī)律,以及煅燒工藝對(duì)磷石膏相變的影響規(guī)律。
　　在實(shí)驗(yàn)室

3、用馬弗爐對(duì)磷石膏進(jìn)行煅燒預(yù)處理。煅燒溫度達(dá)到150°C,保溫時(shí)間2h,水溶性氟低于檢測(cè)限。煅燒溫度達(dá)到500°C,保溫時(shí)間2h時(shí),水溶性磷低于檢測(cè)限。低溫(低于500°C)煅燒磷石膏形成的是一個(gè)由二水石膏,半水石膏,III型無水石膏及少量難溶性無水石膏組成的混合物。當(dāng)煅燒溫度達(dá)到500°C及以上時(shí),石膏相則基本上由無水石膏的兩個(gè)變體難溶性無水石膏和不溶性無水石膏組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:煅燒預(yù)處理工藝對(duì)磷石膏具有明顯的除雜效果,煅燒預(yù)處理工藝

4、對(duì)磷石膏相具有明顯的改變。
　　2、系統(tǒng)開展了不同煅燒工藝制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度、耐水性等性能的測(cè)試。
　　隨著煅燒溫度的升高,PGCB膠砂試件的7d強(qiáng)度經(jīng)過緩慢的上升,在600°C達(dá)到峰值后開始下降。PGCB膠砂試件28d的強(qiáng)度一直上升,在800°C達(dá)到峰值。800°C預(yù)處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件28d抗折強(qiáng)度達(dá)到5.9MPa,抗壓強(qiáng)度達(dá)到30.9MPa。普通硅酸鹽水泥(Ordinary Portland

5、cement,簡(jiǎn)稱OPC)對(duì)比試件28d抗折強(qiáng)度為7.5MPa,抗壓強(qiáng)度為50.2MPa。隨著煅燒溫度的升高,軟化系數(shù)總趨勢(shì)不斷升高,但700°C以前軟化系數(shù)都沒有超過0.40。800°C處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件的軟化系數(shù)達(dá)到了0.66,具有一定的耐水性。PGCB膠砂試件經(jīng)過10d的動(dòng)水溶蝕率實(shí)驗(yàn),或30d的靜水溶蝕率實(shí)驗(yàn),800°C預(yù)處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件外觀都完好無損。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過煅燒預(yù)處理工藝制備的PGCB

6、復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度較高,耐水性能優(yōu)良。
　　3、探討了不同煅燒工藝制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度性能和耐水性能與石膏相變化之間的相互關(guān)系。
　　在500°C及以上煅燒溫度下的水溶性磷、氟雜質(zhì)幾乎為零,因此雜質(zhì)影響較小,PGCB復(fù)合膠凝材料的性能主要由由石膏相決定。不同煅燒預(yù)處理溫度下磷石膏的石膏相不同,從而制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的性能不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:半水石膏和III型無水石膏主導(dǎo)的PGCB膠砂試件后期強(qiáng)度遠(yuǎn)不如由難