本发明属于工业固废处理技术领域，具体涉及一种采用磷石膏制备改性磷石膏胶凝材料的方法。
背景技术：
工业固废是指在工业生产活动中产生的固体废物，主要包括：尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、磷渣等。随着我国经济的高速发展，快速的城镇化过程，以及工业化进程的不断加快，工业固体废物也呈现了迅速增加的趋势。“十一五”期间，大宗工业固体废物产生量快速攀升，总产生量118亿吨，堆存量净增82亿吨，总堆存量将达到190亿吨。“十二五”期间，预计总产生量将达150亿吨，堆存量将净增80亿吨，总堆存量将达到270亿吨，大宗工业固体废物堆存将新增占用土地40万亩。工业固体废物的污染具有隐蔽性、滞后性和持续性，给环境和人类健康带来巨大危害。对工业固体废物的妥善处置已成为我国在快速经济发展中不可回避的重要环境问题之一。
磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分是硫酸钙，是一种重要的再生石膏资源。近年来国内高浓度磷复肥总产量的增加，促进了二水法磷酸的发展，相应地其副产物磷石膏的年排放总量也以较快的速度增长。但由于磷石膏中含有五氧化二磷、氟、游离酸等有害物质，如果任意排放也会造成环境污染。目前我国磷石膏累计堆存量已超2.5亿t，在湖北，仅宜昌市猇亭区就有磷石膏资源 5000 万吨，且在以每年200 万吨增长。堆存仍是我国磷石膏的主要处置方式，堆场不仅占地多、投资大、堆渣费用高，而且磷石膏长期堆积还会引起地表水及地下水的污染。因此，亟需对这些副产品综合利用，变废为宝。
目前，我国对磷尾渣和磷石膏的综合利用率不高，对磷石膏的综合利用率仅20％，高附加值产品不多。
技术实现要素：
本发明的目的提供一种采用磷石膏制备改性磷石膏胶凝材料的方法，能够对磷石膏进行资源化综合利。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种采用磷石膏制备改性磷石膏胶凝材料的方法，具体步骤为：
1）对磷石膏加水进行洗涤，洗涤时的浆体质量浓度在60-70%；然后静置，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水；
2）将步骤1）得到的物料在170-200℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣及工业炉渣按照干基质量比为85：3-5：8-12进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与添加剂分别依照现行国家标准的要求进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
进一步地，步骤1）中所述洗涤之前的磷石膏符合GB/T23456-2009的标准，pH在1.9-5.3之间，F-含量＜0.5%。
进一步地，步骤1）中水洗后的得到废水回收循环处理。可以回收循环使用。
进一步地，步骤2）中磷尾渣及工业炉渣均为粉状，且粉碎后得到的磷石膏粉、磷尾渣粉及工业炉渣粉在0.45微米的筛余比＜12%。
进一步地，步骤2）中的改性磷石膏的比表面积为450m2/kg～520m2/kg。
进一步地，所述步骤2）中的磷尾渣的铬、砷、镉、汞、铅有害物质及元素不能超标，pH在5-9之间，且P2O5的含量小于7wt%；其中和反应后其水溶性P2O5和水溶性F、不溶性P2O5和水溶性F的排放符合GB8978-1996要求。
进一步地，所述步骤2）中的工业炉渣的限制物指标为：铬、砷、镉、汞、铅有害物质及元素不能超标，其烧失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
进一步地，所述步骤3）中的添加剂为粘稠剂和/或着色剂。其中粘稠剂添加量少，干粉砂浆或腻子粉，参考比例为0.2-0.3公斤/吨；乳胶粉参考比例为1-2公斤/吨。着色剂一般为粉剂。添加时应该选择绿色环保、无毒无害、无污染性的原料。
本发明还涉及所述的方法制备得到的改性磷石膏胶凝材料。
本发明还涉及所述的方法制备的改性磷石膏胶凝材料在预拌砂浆中的应用。
本发明具有以下有益效果：
1）通过粉碎球磨工艺和活性激发措施，即水洗、陈化、加温脱水、混合改性、混合添加剂，磨制得到圆珠状的粉粒结构，具有良好的黏度或流动性；具体手段为发挥磷尾渣中潜在火山灰活性物质，提高尾渣在产品中的活性效应；
2）掺入适量的磷酸渣可延长熟石膏的凝结时间，掺入适量的工业炉渣主要是改善改性磷石膏的具有良好的流动性，同时还可进行有效的增强。
3）在配制改性磷石膏胶凝材料时加入添加剂，其目的是为了改善磷石膏胶材黏度和颜色。
4）利用得到的改性磷石膏胶凝材料、再配合磷尾渣为矿物掺合料、机制砂为骨料制备预拌砂浆，具有很好的绝热吸音性能和较好的防火性能吸湿性能；颜色灰白，可用于室内粉刷施工，特别适合于制作各种洁白光滑细致的花饰装饰，如加入颜料可使制品具有各种色彩。
本发明以普遍存在的磷尾渣和磷石膏为研究对象，通过分析固废自身的性质，利用合理的预处置技术，掺加其它工业固废作调整材料，开发高附加值的产品，实现其高端资源化利用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
磷石膏原料的质量要求如下：
A）物理指标：湿度10-30%，颗粒直径一般为5~50μm，颜色呈灰白色或呈黄色和灰黄色；
B）化学成分：PH=1.9-5.3，F-<0.5%，磷石膏中二水石膏为85%～95%，并且含有少量磷、氟、有机质等杂质，符合GB/T23456-2009国家标准。
实施例1：
1） 取1吨磷石膏，加入500kg水进行洗涤，然后静置2-3小时，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水。
得到的水20%流至中和池中，加石灰乳中和后排出，80%流入循环池中循环使用。
2）将步骤1）脱水得到的物料在170-200℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣及工业炉渣按照干基质量比为85：5：10进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与磷尾渣、粘稠剂和着色剂按质量比95：0.3：4.7进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
实施例2：85：3-5：8-12
1） 取1吨磷石膏，加入500kg水进行洗涤，然后静置，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水；
2）将步骤1）脱水得到的物料在170-200℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣粉及工业炉渣粉按照干基质量比为85：3:12进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与磷尾渣粉、粘稠剂按质量比95:0.3进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
实施例3：
1）对磷石膏按照质量比加入水进行洗涤，洗涤时控制浆体浓度在60%-70%，然后静置2-3h，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水；
2）将步骤1）脱水得到的物料在200℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣粉及工业炉渣粉按照干基质量比为85：4:11进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与磷尾渣粉、添加剂按质量比90:10:0.3进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
实施例4：
1）对磷石膏按照质量比加入水进行洗涤，然后静置，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水；
2）将步骤1）脱水得到的物料在180℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣粉及工业炉渣粉按照干基质量比为85：10：5进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与磷尾渣粉、粘稠剂和着色剂按质量比95:2:3进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
实施例5：
1）对磷石膏按照质量比加入其1/2的水进行洗涤，然后静置，再加入PAM除去悬浮物，最后沉淀脱水；
2）将步骤1）脱水得到的物料在180℃进行烘干，并粉碎球磨，然后与磷尾渣粉及工业炉渣粉按照干基质量比为85：3：12进行混合，得到改性磷石膏；
3）将改性磷石膏与添加剂（粘稠剂、着色剂）按质量比95： 0.3：4-5:进行混合，得到改性磷石膏胶凝材料。
进一步地，步骤2）中磷尾渣及工业炉渣均为粉状，且粉碎后得到的磷石膏粉、磷尾渣粉及工业炉渣粉在0.45微米的筛余比为8-13%。
进一步地，步骤2）中的改性磷石膏的比表面积为455m2/kg-520m2/kg。
进一步地，所述步骤2）及步骤3）中的磷尾渣、工业炉渣均需要进行相关处理，其中磷尾渣的质量指标为：磷酸渣的铬、砷、镉、汞、铅等有害物质及元素不能超标，9＜pH＞ 5 ，且P2O5的含量小于7wt%。其中和反应后其水溶性P2O5和水溶性F、不溶性P2O5和水溶性F的排放应符合GB8978-1996要求。
进一步地，所述步骤2）中的（工业炉渣的主要限制物指标：铬、砷、镉、汞、铅等有害物质及元素不能超标，其烧失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
进一步地，所述步骤3）中的添加剂为粘稠剂和/或着色剂；粘稠剂，添加量少，干粉砂浆、腻子粉的参考比例约0.2-0.3公斤/吨；乳胶粉、的参考比例约1-2公斤/吨。着色剂一般为粉剂。添加剂采用无色、无味、无害的中性物质，符合现行国家标准的高分子羧酸物质；着色均匀。
采用所述的方法制备的改性磷石膏胶凝材料。 进行居住的室内，工厂房屋室内的墙体粉刷，也可做透水彩色混凝土的胶材 ，其胶材强度均可达到32.5标号水泥的强度。
制备的改性磷石膏胶凝材料在预拌砂浆中的应用。不仅具有良好的透气性同时具有良好的黏度和强度，能够适应多种颜色的需求。