专利名称：改性磷石膏粉及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性磷石膏粉及其制品，属于磷化工或建筑材料技术领域。
背景技术：
磷石膏是利用湿法工艺生产磷酸的生产过程中，磷矿石与硫酸反应，生成
磷酸和以二水硫酸钙(CaS04*2H20)为主要成份的磷石膏。其反应方程式如下
3Ca3(P04)2 CaF2+10H2SO4+20H2O—6H3PO4+10CaSO4 2H20+2HF据资料显示，2007年我国共产磷石膏约3000万吨，预计至2010年磷石膏产量将达5000万吨，目前全国共堆存磷石膏约1.6亿吨，而利用率只有约10%。大量磷石膏的堆存给生产企业造成很大经济压力，并且对生态环境造成严重危害。国家环保总局2006年首次将磷石膏定性为"危险废弃物"，向全社会发出磷石膏综合利用的警讯。磷石膏的综合利用是一个世界性难题，中国作为世界上第一大磷肥生产国，同时也是第一大磷石膏副产国，因此对磷石膏的综合利用尤为迫切。
目前磷石膏少量用于生产水泥、硫酸、土壤改良等，而大量用于生产建筑材料。利用方法是将磷石膏用水洗涤、加入外加剂、进行分离、干燥，再经高谢段烧，脱除游离7M口部分结晶水，制得e半水石膏(CaSO4'0.5H2O)，经粉磨制得建筑石膏粉，再生产各种石膏制品。禾,煅烧工艺生产建筑石膏是目前社会上^ffl较多的一种方法，但是，这种方法存在诸多不容忽视的问题，现简述如下
1、 产品质量较差 一是抗折、抗压强度低，不能完全满足制品对强度的要求；二是耐水性差、软化系数低，如用于淋水和潮湿环境会造成建筑安全隐患；三是初凝时间过短，给施工带来不便，如加入缓凝剂则会增加成本、降低强度。
2、 浪费能源用煅烧法生产每吨建筑石膏粉需标煤约60kg，按年产10万吨产量计，共需耗煤约6000吨,耗资约400万元，增大了生产成本、降低了经济效益。
3、 造成二次污煤燃烧过程中，会产生大量C02和S02酸性气体。按年产10万吨产量计，将产生C02约14000吨，产生S02约2000吨，几乎所有煅 烧企业没有采取治理措施，任其直接排入大气中。
4、工艺流程较长、设备复杂、投资大、投产慢、效益低。
发明内容
本发明的目的是针对上述煅烧工艺存在的问题，提供一种无需煅烧、能够 提高强度、增强防水、节约能源、减少投资、快速投产、增加效益和保护环境 的改性磷石膏粉及其制品。
其技术方案是 一种改性磷石膏粉，其特征在于其原料组分及其重量份
磷石膏70-75，转晶剂1-5，活化剂20-25;所述转晶剂为硫酸铝、硫酸铁和硫 酸钠中的一种或两种以上；所述活化剂为矿渣、水泥、生石灰、砜渣和高铝土 中的一种或两种以上。 其制备方法是
1) 将转晶剂的原料成分溶解于水中，配制成水溶液；
2) 将活化剂的原料成分分别磨成0. 08mm的粉体后混合；
3) 将已结块成团的磷石膏打散至最大粒径不大于5mm;
4) 将上述的磷石膏、活化剂、转晶剂水溶液依次加入轮碾混合机中，充 分碾压混合后，熟化24小时左右，检测游离水不大于3%时，投入磨粉机中， 控制细度为0. 08mm，即得改性磷石膏粉。
利用本发明的改性石膏粉为主要原料，可以生产实心砖和轻质隔墙条板等 各种建材制品。
其技术效果是本发明的改性磷石膏粉做净浆条块(40X40X160mm)，经 湿热养护3天和28天，其抗折强度分别为3. 0-3. 1 MPa和6. 2-6. 6MPa,抗压 强度分别为17. 4-17. 9MPa和26. 90-27. 7MPa,软化系数为0. 88-0. 90。证明改 性磷石膏粉的质量大大超过国家标准GB97.76-88《建筑石膏粉》规定的指标， 即优级品抗折强度2.5MPa，抗压强度4.9MPa，软化系数0. 6的规定指标。
利用本发明的改性磷石膏粉与粉煤灰渣、碎石屑混合，加水碾压生产的实 心砖(240XU5X53mm)，密度等级为B级，1620kg/m3，抗压强度18. 6MPa， 为MU15承重砖，15次冻融循环质量损失6. 2%，抗压损失10. 7%，软化系数0. 87。 各项指标完全符合GB/T2U44-2007《混凝土实心砖》的标准。石膏粉与粉煤灰渣、陶砂混合，加水搅拌生产的轻
质隔墙条板(2800X600X90mm)，面密度68kg/m2，抗冲击性5次无损坏，抗弯 曲试验自重1.5倍无损坏，抗压强度5. lMPa，软化系数0.82，各项指标完全符 合JG/T169-2005《建筑隔墙用轻质条板》的标准。
与现有煅烧工艺技术相比(以10万吨/年建筑石膏粉作比较)，其经济效益 也十分显著-
1、 煅烧工艺设备投资约为500万元，而改性工艺设备约200万元，节约 资金300万元，节约率60%。
2、 煅烧工艺生产成本约140元，改性工艺生产成本约90元，成本降低 35.7%，每年增加收入500万元。
3、 煅烧工艺每年耗煤约6000吨，耗资约400万元；而改性工艺不需耗煤。 综上所述，利用改性工艺生产改性磷石膏粉可同时取得显著的经济效益、
社会效益和环境效益，符合国家节能减排、循环经济、环境友好、可持续发展
的基本国策。
具体实施例方式
实施例l。改性磷石膏粉的制备。
制备转晶剂溶液取硫酸铝0.7kg，硫酸铁0.3kg，投入4kg的水中，制成 水溶液，备用。
制备活化剂粉体取CaO含量^8096的生石灰10kg、矾渣5kg、 A1203》 7(Fo的高铝土9kg，将三种原料加入磨机中研磨，控制细度为0.08mm，方孔筛筛 余量不大于10%，备用。
生产改性磷石膏粉取打散的、粒径不大于5mm的磷石膏75kg，投入轮 碾混合机中，再依次投入上述的活化剂粉体和转晶剂溶液，经充分碾压混合，制 得改性磷石膏；将改性磷石膏送入库房封#熟化24小时左右，检测游离水不大 于3%时即可出库；将出库的改性磷石膏加入磨粉机中，控制细度为0.08mm方 孔筛筛余量不大于10%，即得改性建筑石膏粉。
实施例2。改性磷石膏粉的制备。
制备转晶剂溶液取硫酸铝lkg，硫酸铁0.5kg,硫酸钠0.5kg，投入4kg 的水中，制成水溶液，备用。
5制备活化剂粉体取CaO含量》80。/。的生石灰9kg、 P042.5以上等级的 水泥4kg、矾渣7kg、八1203》70%高铝土 5kg，将四种原料加入磨机中研磨，控 制细度为0.08mm，方孔筛筛余量不大于10%，备用。
生产改性磷石膏粉取打散的、粒径不大于5mm的磷石膏73kg，投入轮 碾混合机中，再依次投入上述的活化剂粉体^1转晶剂溶液，其生产方法同实施例 1。
实施例3 。改性磷石膏粉实心砖的制备。
将50kg的改性磷石膏粉与25kg的粉煤灰渣、20kg的碎石屑加入轮碾机 中混合，予混合1分种，加入16kg的水，继续轮碾混合5分钟，将物料用皮带 输送机送入成型机中，震动加压成型，制成240X115X53mm的实心砖，成型坯 体用塑膜复盖进行湿热养护28天后检测密度等级为B级，1620kg/m3，抗压强 度18.6Mpa，为丽15承重砖，15次冻融循环质量损失6.2%，抗压损失10. 7%， 软化系数0.87。各项指标完全符合GB/T21144-2007《混凝土实心砖》的标准。
实施例4 。改性磷石膏粉轻质隔墙条板的制备。
将60kg的陶砂装入网袋中，浸水30秒后取出与32kg的粉煤灰渣、8kg的 陶砂加入强制混合搅拌机中搅拌1分钟，加入15kg的水，继续搅拌5分钟，将 物料用载料车加入成型机中，经螺旋挤压震动成型，制成2800X600X90ran的 轻质隔墙条板，成型坯体用塑膜覆盖进行湿热养护28天后检测面密度 68kg/m2，抗冲击性5次无损坏，抗弯曲试验自重1. 5倍无损坏，抗压强度5. lMPa， 软化系数0. 82各项指标完全符合JG/T169-2005《建筑隔墙用轻质条板》的标 准。
权利要求
1、一种改性磷石膏粉，其特征在于其原料组分及其重量份磷石膏70-75，转晶剂1-5，活化剂20-25；所述转晶剂为硫酸铝、硫酸铁和硫酸钠中的一种或两种以上；所述活化剂为矿渣、水泥、生石灰、矾渣和高铝土中的一种或两种以上。
2、 根据权利要求1所述的一种改性磷石膏粉实心砖，其特征在于其制备方法1) 将转晶剂的原料成分溶解于水中，配制成水溶液；2) 将活化剂的原料成分分别磨成0. 08mm的粉体后混合；3) 将已结块成团的磷石膏打散至最大粒径不大于5mm;4) 将上述的磷石膏、活化剂、转晶剂水溶液依次加入轮碾混合机中，充 分碾压混合后，熟化24小时左右，检测游离水不大于3%时，投入磨粉机中， 控制细度为0. 08mm，即得改性磷石膏粉。
3、 一种改性磷石膏粉实心砖，其特征在于其原料组份及其重量份改性 磷石膏粉50-60，粉煤灰渣20-30，碎石屑15-25。
4、 根据权利要求3所述的一种改性磷石膏粉实心砖，其特征在于其制备 方法将改性磷石膏、粉煤灰渣、碎石屑加入轮碾机中混合，予混合l分种后， 加水继续轮碾混合5分钟，将物料用皮带输送机送入成型机中，经震动加压成 型，成型坯体用塑膜复盖进行湿热养护28天即得。
5、 一种改性磷石膏粉轻质隔墙条板，其特征在于其原料组份及其重量份 改性磷石膏粉55-65，粉煤灰渣30-35%，陶砂5-10。
6、 根据权利要求5所述的一种改性磷石膏粉轻质隔墙条板，其特征在于 其制备方法将改性磷石膏、粉煤灰渣、陶砂加入混合搅拌机中搅拌1分钟， 再加水继续搅拌5分钟，将物料用载料车加入成型机中，经螺旋挤压震动成 型，成型坯体用塑膜覆盖进行湿热养护28'天即得。
全文摘要
改性磷石膏粉及其制品，属于磷化工或建筑材料技术领域。其目的是提供一种无需煅烧、能提高质量、节约能源、增加效益和保护环境的改性磷石膏粉及其制品。其技术要点是磷石膏70-75，转晶剂1-5，活化剂20-25；所述转晶剂为硫酸铝、硫酸铁和硫酸钠中的一种或两种以上；所述活化剂为矿渣、水泥、生石灰、矾渣和高铝土中的一种或两种以上；将转晶剂的原料成分配制成水溶液，活化剂的原料混合后磨成粉体，将结块的磷石膏打散，然后，投入轮碾混合机中碾压混合后，熟化24小时左右，检测游离水不大于3％时，投入磨粉机中，控制细度为0.08mm，即得改性磷石膏粉。具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
文档编号C04B11/00GK101475329SQ200910116180
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者刘宝珠, 杜绍阳 申请人:安徽德嘉新型建材有限公司