一种磷石膏基水泥调凝剂及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种磷石膏基水泥调凝剂及其制备方法。一种磷石膏基水泥调凝剂，是由以下质量百分比的物质组成的：磷石膏92%-97%、改性剂2.9%-7%、分散剂0.1%-1%。本发明的磷石膏基水泥调凝剂的制备方法为将分散剂均匀喷洒至混合均匀的磷石膏和改性剂中，陈化反应，烘干，得磷石膏基水泥调凝剂。本发明的调凝剂以工业废渣-磷石膏为原料，不仅解决了磷石膏的环境污染问题，而且制备出性能优良的水泥调凝剂，实现了变废为宝。本发明的制备方法简单，成本低廉，加工使用方便，对于磷石膏的高效利用具有十分重要的意义。
【专利说明】-种磯石實基水泥调凝剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料生产领域，特别涉及一种磯石膏基水泥调凝剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 磯石膏是磯化工中湿法制造磯酸时排出的废渣，每生产1吨磯酸排放5吨磯石膏， 根据2011年《工业信息化部关于工业副产石膏综合利用的指导意见》中的数据，2009年中 国磯石膏产生量约为5000万吨，综合利用率只有20%。我国每年排放的磯石膏量约为7000 万吨，累积堆存的磯石膏已经超过2. 5亿吨，不仅侵占了大量±地，还造成了环境的污染。 r十二五"节能环保产业发展规划》中指出，要加强磯石膏等大宗工业固体废弃物的综合利 用，鼓励工业副产石膏综合利用，产业集约发展，着力发展低成本、高性能、环保型磯石膏净 化技术，到2015年底，磯石膏综合利用率力争提高到40%，加快磯石膏资源化利用，已成为 磯化工业可持续发展急需解决的问题。
[0003] 水泥调凝剂是水泥的重要组成材料之一，起到调节水泥凝结时间的作用，常用的 有石膏、天然二水石膏和符合技术要求的工业副产石膏等。磯石膏主要化学成分和天然石 膏基本相同，主要W二水石膏，或半水石膏存在，但由于工业生产工艺过程的原因造成磯石 膏中含有少量的磯、氣等有害杂质，未处理过的磯石膏做水泥调凝剂时，其中的磯会和水泥 中的CaO反应生成难溶的Cas (P〇4) 2包覆在C3S、CsS和石膏表面，造成磯石膏的调凝作用不 稳定，限制了磯石膏的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种磯石膏基水泥调凝剂，本发明的调凝剂W工业废 渣-磯石膏为原料，不仅解决了磯石膏的环境污染问题，而且制备出性能优良的水泥调凝 齐U，实现了变废为宝。
[0005] 本发明还提供了一种上述磯石膏基水泥调凝剂的制备方法，该制备方法简单，成 本低廉，加工使用方便，所得磯石膏基水泥调凝剂不仅具有稳定的调节水泥凝结时间的作 用，并且具有明显的增加强度的作用，对于磯石膏的高效利用具有十分重要的意义。
[0006] 一种磯石膏基水泥调凝剂，是由W下质量百分比的物质组成的；磯石膏92%-97%、 改性剂2. 9%-7%、分散剂0. 1%-1% ;所述的改性剂是由生石灰、锻烧明机石和偏娃酸轴组成 的；所述的分散剂是由己二醇、木质素賴酸巧和四甲基楓化馈组成的。
[0007] 所述的，改性剂中各物质的质量比为生石灰；锻烧明机石；偏娃酸轴=1 ;〇. 5-1. 5 : 0. 5-1. 2。
[0008] 优选的，改性剂中各物质的质量比为生石灰；锻烧明机石；偏娃酸轴=1 ;1 ;1。改性 剂中的偏娃酸轴能与磯石膏中的氣反应生成难溶的盐类，生石灰和锻烧明机石与磯石膏中 的二水硫酸巧反应，形成溶解度更低的水化硫铅酸巧类水化产物，从而固定吸附磯石膏中 表面的磯、氣、有机质等杂质，消除磯石膏中磯、氣、有机质等杂质对通用娃酸盐水泥凝结时 间的影响。
[0009] 所述的，分散剂中各物质的质量比为己二醇：木质素賴酸巧；四甲基楓化馈=1 : 0? 5-2 :0? 2-〇. 8。
[0010] 优选的，分散剂中各物质的质量比为己二醇：木质素賴酸巧；四甲基楓化馈=1 ;1: 0. 5。物料流动性受细颗粒分散或聚结状态的影响，主要由颗粒与介质、颗粒与颗粒间的相 互作用决定。W表面活性类物质作为分散剂，吸附在粉体颗粒表面时，亲水基定向排列在粉 体表面，憎水基向着空气，在颗粒表面形成单分子吸附薄膜，该薄膜的存在，减少了固体颗 粒间直接接触面积，如同润滑剂一样减少粉体颗粒之间的摩擦，使粉体容易滑动而改善流 动性。
[0011] 一种磯石膏基水泥调凝剂的制备方法，包括W下步骤： a. 称取磯石膏和改性剂，两者混合均匀，得料1 ; b. 称取分散剂，并将其加入至40-80倍分散剂重量的水中揽拌，得料2 ; C.将料2均匀喷洒至料1中，陈化反应2化-4她，30-10(TC烘干，得磯石膏基水泥调凝 剂。
[0012] 本发明所用的磯石膏取自山东临巧某化工厂磯石膏堆场，灰白色，主要成分为二 水硫酸巧（CaS〇4. 2&0)，比表面积为2750cmVg，pH值为2. 5,含游离水质量分数为20%，其化 学组成见表1。
[001引表1磯石膏的化学组成 盈鹿 Ipa |Si02 !AlA !FeA !CaO IMgO ISO, I烧失量 處量分数/% |l. 13|3. 52|0. 67 |0.'38 |32. 57 |0. 59K6. 89 |l3. 89 本发明的优点： (1)本发明的调凝剂W工业废渣-磯石膏为原料，成本低，不仅解决了磯石膏的环境污 染问题，实现了磯石膏的资源化利用，减轻了工业废渣的处理压力，而且制备出性能优良的 水泥调凝剂，实现了变废为宝。该水泥调凝剂不仅能代替天然二水石膏，有效的调节凝结时 间，而且具有增加强度的作用。
[0014] (2)本发明的调凝剂中，改性剂的加入消除磯石膏中磯、氣、有机质等杂质对通用 娃酸盐水泥凝结时间的影响，使得该调凝剂的性能更加稳定。
[0015] (3 )本发明的调凝剂中，分散剂的加入增大了颗粒间的润滑性，减少粉体颗粒之间 的摩擦，使粉体容易滑动，有效解决了磯石膏易堵塞下料仓的问题 (4)本发明的调凝剂制备方法简单，无需挤压造粒，操作简便，有利于水泥工业的技术 革新与改造，具有显著的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0016] 为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但 是应当理解，该些描述只是为进一步说明本发明的特点和优点而不是对本发明专利要求的 限制。
[0017] 实施例1 将92kg磯石膏与2. 6kg生石灰、1. 3kg锻烧明机石、3. Ikg偏娃酸轴混合均匀，得料1 ; 将44g己二醇、22g木质素賴酸巧、34g四甲基楓化馈加入8kg水中揽拌均匀，得料2 ;将料2 均匀喷洒于料1，陈化反应48h，3(TC烘干，得磯石膏基水泥调凝剂。
[001引 实施例2 将94. 5kg磯石膏与1. 6kg生石灰、1. 7kg锻烧明机石、1. 7kg偏娃酸轴混合均匀，得料 1 ;将200g己二醇、200g木质素賴酸巧、IOOg四甲基楓化馈加入30kg水中揽拌均匀，得料2 ; 将料2均匀喷洒于料1，陈化反应36h，5(TC烘干，得磯石膏基水泥调凝剂。
[001引 实施例3 将97kg磯石膏与Ikg生石灰、1. 4kg锻烧明机石、0. 5kg偏娃酸轴混合均匀，得料1 ;将 310g己二醇、630g木质素賴酸巧、60g四甲基楓化馈加入40kg水中揽拌均匀，得料2 ;将料 2均匀喷洒于料1，陈化反应24h，8(TC烘干，得磯石膏基水泥调凝剂。
[0020] 实施例4 将95. 5kg磯石膏、1. 4kg生石灰、1. Ikg锻烧明机石、1. 2kg偏娃酸轴、276g己二醇、 358g木质素賴酸巧和166g四甲基楓化馈混合均匀；将50kg水均匀喷洒于上述混合均匀的 物料中，陈化反应，IOOC烘干，得磯石膏基水泥调凝剂。
[0021] 效果实施例 选择实施例1-4制得的磯石膏基水泥调凝剂作为实验例1-4, W天然石膏调凝剂为对 比例，实验分为H组，分别按照97%熟料+3%调凝剂、47%熟料+3%调凝剂巧0%矿渣和67% 熟料+3%调凝剂+30%粉煤灰进行配料。各配料在4500X500mm的小磨中粉磨至比表面积 360mVkg，同一配料的粉磨时间相同，依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法)》中记载的方法巧Ij试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测勃氏比表 面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方 法检测水泥标准稠度的用水量和凝结时间。结果如表2所示。
[00过表2实验结果
【权利要求】
1. 一种磷石膏基水泥调凝剂，其特征在于，是由以下质量百分比的物质组成的：磷石 膏92%-97%、改性剂2. 9%-7%、分散剂0. 1%-1% ;所述的改性剂是由生石灰、煅烧明矾石和偏 硅酸钠组成的；所述的分散剂是由乙二醇、木质素磺酸钙和四甲基碘化铵组成的。
2. 根据权利要求1所述的水泥调凝剂，其特征在于，所述的改性剂各物质的质量比为 生石灰：煅烧明矾石：偏硅酸钠=1 :〇. 5-1. 5 :0. 5-1. 2。
3. 根据权利要求2所述的水泥调凝剂，其特征在于，所述的改性剂中各物质的质量比 为生石灰：煅烧明矾石：偏硅酸钠=1 :1 :1。
4. 根据权利要求1所述的水泥调凝剂，其特征在于，所述的分散剂各物质的质量比为 乙二醇：木质素磺酸钙：四甲基碘化铵=1 :〇. 5-2 :0. 2-0. 8。
5. 根据权利要求4所述的水泥调凝剂，其特征在于，所述的分散剂中各物质的质量比 为乙二醇：木质素磺酸钙：四甲基碘化铵=1 :1 :0. 5。
6. -种权利要求1所述磷石膏基水泥调凝剂的制备方法，包括以下步骤： 称取磷石膏和改性剂，两者混合均匀，得料1 ; 称取分散剂，并将其加入至40-80倍分散剂重量的水中搅拌，得料2 ; 将料2均匀喷洒至料1中，陈化反应24h-48h，烘干温度，得磷石膏基水泥调凝剂。
【文档编号】C04B22/14GK104261716SQ201410479353
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】冯恩娟, 朱化雨, 赵洪义, 宋南京 申请人:山东宏艺科技股份有限公司