一种磷石膏复合材料以及其制造方法
【专利说明】一种磷石膏复合材料以及其制造方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工领域，尤其涉及一磷石膏复合材料以及其制造方法。 【【背景技术】】
[0002] 磷石膏（简称为PG)是磷酸或磷肥工业以及某些合成洗涤剂产业排放的工业废 渣。作为农业生产大国，近年来，我国磷肥产业的发展非常迅速，在2006年的时候，已经有 相关数据显示，我国已经成为了世界第一磷肥生产国。伴随着磷肥产业的迅猛发展，作为磷 肥生产排放物的废渣磷石膏，其堆积量与新增数量也是相当惊人，在磷矿和磷化工业集中 的贵州、云南、四川、湖北等地，我们随处可见堆积成山的磷石膏，早在2011年底，我国已累 计堆积了超过3亿吨的磷石膏，相当于每个中国人背负着200多公斤废渣。
[0003] 巨量磷石膏的堆积占用了大量的土地资源不说，磷石膏中含有氟化物、游离磷酸、 P205、磷酸盐等杂质，其不仅会导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的问题，而且磷石膏 在遇雨水冲刷后，带走部分可溶性杂质到地下对土壤造成了污染，此外可溶性杂质进入水 或河流中后对水质也会造成污染，我国农村地区多数人都是直接饮用地下水，经磷石膏污 染后的水源直接进入人体，对人民的身心健康造成了极大的威胁。此外，风蚀还造成了大气 污染，磷石膏给我们带来了严重的"水陆空"污染问题，磷石膏里含有的砷、镉、汞等有害重 金属化学物质对环境造成的影响将长达数百年。近年来，关于磷石膏危害居民健康的报导 也越来越多，如长期饮用磷石膏污染水源会造成骨质疏松，肾脏病变，增加癌变几率等消息 让人觉得毛骨悚然。政府也针对该问题屡次发布了关于固体废弃物堆放应用等的相关政 策，如【一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准】中规定了工业固体废物贮存及处置 的标准。然而在政策的执行过程中，许多磷石膏的堆放均未符合国家标准，磷石膏的污染所 带来的民生问题仍然存在。再有，磷石膏堆放标准的制定也未能也不可能从根本上来解决 磷石膏的污染问题，我们不可能让其无限的堆积下去，我们应该从消除磷石膏堆积量的源 头出发，减少其堆积数量，从根本上解决其占用土地资源以及"水陆空"污染的问题，故，我 们在控制工业固体废物存放标准的同时，更多的应该将重心转移至磷石膏的利用上来。
[0004] 现有的磷石膏主要用于以下几方面：
[0005] a、用于水泥工业（水泥缓凝剂、硫酸联产水泥）；
[0006] b、生产石膏建材制品（粉刷石膏、抹灰石膏、石膏砂浆、熟石膏粉、纸面石膏板、石 膏隔墙板、纤维石膏板、石膏砌块、石膏灰泥、建筑标准砖、烧结节能砖、免烧砖和装饰吸声 板等）；
[0007] C、生产化工原料或工业填料（硫酸铵、硫酸钾、硫脲和碳酸钙）；
[0008] d、用作改良土壤剂（主要用于碱性土地）；
[0009] e、用作路基。
[0010] 在建筑原材料的领域中，磷石膏的利用率一直较低，以水泥缓凝剂为例，磷石膏的 实际利用率是不超过7%的，即1吨的水泥缓凝剂仅可以利用0.07吨的磷石膏，由于其内存 在的重金属及相关杂质，过多的加入将严重的影响水泥缓凝剂的性能，而不可以用在通用 的建筑领域。在生产化工原料/填料中以及作为改良土壤剂的利用率则更加低。在用作 路基的应用中也难以避免水源污染问题。现状的结论是磷石膏的有效利用领域少且有效利 用率非常低。因此，快速解决磷石膏的堆放问题，拓宽磷石膏应用的问题迫在眉睫。
[0011] 磷石膏的堆积不仅是我国单独遇到的问题，在全球至少有50多个国家与我国一 样，面临相同的问题，当前，全球的磷石膏堆积量已经达到60亿吨，而且每年增长1. 1亿~ 1.5亿吨。磷石膏常年堆积的问题一直没有得到有效的解决，磷石膏的治理已经成为了全球 所面临的巨大问题。其造成的环境污染等问题以及巨额的经济负担，已让更多的国家将磷 石膏综合利用列为重点攻关项目。
[0012] 无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。全世界磷石膏的有 效利用率仅为4. 5%左右，也就是说全世界每年得到综合利用的磷石膏只有12. 6Mt。日本、 韩国和德国等发达国家磷石膏的利用率相对高一些。以日本为例，由于日本国内缺乏天然 石膏资源，磷石膏有效利用率达到90%以上，其中的75 %左右用于生产熟石膏粉和石膏 板。其他不发达国家磷石膏的利用率相对很低，一般以直接排放（抛弃）为主。
[0013] 到2011年底，中国已累计堆积了超过3亿吨磷石膏。而中国磷石膏的有效利用率 不足10%，距国家"十一五"规划工业固体废物综合利用率达到60%的目标尚有较大差距。 主要用于建材制品、土壤改良剂、水泥缓凝剂、化工原料等方面。
[0014] 2013年，国家发改委为磷石膏的综合利用提出了到2015年综合利用率达到30% 的目标；在《工业副产石膏综合利用指导意见》中，工业和信息化部则提出了到2015年底， 磷石膏综合利用率由目前的20%提高到40%。
[0015] 故，提出一种新的解决方案可以有效的解决磷石膏的利用率问题，非常必要。 【
【发明内容】
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[0016] 为克服目前磷石膏占用土地资源，污染严重以及利用率低等问题，本发明提供一 种磷石膏复合材料以及其制造方法，从而提高磷石膏利用率，从根本上解决磷石膏占用土 地资源，污染严重的问题。
[0017] 本发明解决上述技术问题的技术方案是：提供一种磷石膏复合材料，该复合材料 包括一片状基材层，该基材层由无机组分改性磷石膏与有机组分聚乙烯制成。
[0018] 优选地，该基材层按如下重量配比：改性磷石膏10-85份,聚乙烯15-90份。
[0019] 优选地，该磷石膏薄膜进一步包括一涂布层，该涂布层涂布形成于基材层上。
[0020] 优选地，基材层的厚度为0· 02-2mm。
[0021] 优选地，改性磷石膏的目数为800-2000。
[0022] 优选地，涂布层重量配比如下：聚乳酸/18-24份；立德粉/18-24份；去离子水 /42-48份；氨水/2-2. 5份；抗静电剂/0. 2-0. 24份。
[0023] 优选地，磷石膏复合材料纵向抗张强度与横向抗张强度的比例为1. 12:1至 1:1. 15,其纵向撕裂强度与横向撕裂强度的比例为1:1. 05至1:1. 18。
[0024] 优选地，基材层中改性磷石膏与聚乙烯的配比为35-75 :30_35。
[0025] 本发明解决上述技术问题的又一技术方案是：一种磷石膏复合材料的制作方法， 该磷石膏复合材料包括一基材层，该磷石膏复合材料的制作方法包括以下步骤：1).制备 一基材层；其包括S1.制备改性磷石膏：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，在150_250°C 的条件下烘烤5-25min以得到性质稳定的改性磷石膏；S2.将改性磷石膏研磨处理为 800-2000目粉末；S3.将无机组分改性磷石膏与有机组分聚乙烯搅拌均匀，再将混合料送 入密炼机中进行密炼合成处理后将密炼合成料送入造粒机中进行造粒，将造粒形成的颗粒 送入压延机中挤出，最后将挤出料采用拉伸机进行拉伸处理，得到厚度为0. 〇2-2mm基材层 及S4.基材层的粗化处理。
[0026] 优选地，该磷石膏复合材料的制作方法包括以下步骤：2).制备一涂布层；其包括 以步骤：将去离子水装入容器中，将聚乳酸加热至40-60°C溶解在去离子水中；一次在溶解 有聚乳酸的去离子水中加入氨水与立德粉，搅拌均匀后加入抗静电剂制成涂布料；再将制 得的涂布料涂布于基材层的单面或双面形成涂布层。
[0027] 与现有技术相比，发明提供的磷石膏复合材料采用改性磷石膏制作而成，由于该 磷石膏复合材料具有防水防火、防雾、防油、防虫以及耐撕、耐折，可打印等优点，其使用范 围非常广，可以替代传统的纸张以及聚合薄膜，在本发明提供的磷石膏复合材料制作中，改 性磷石膏可以达到85%的比重，也就是说100吨薄膜的生产过程中，可以使用高达85吨的 改性磷石膏，在仅纸张年产量就超过1亿吨的我国，使用该磷石膏复合材料替代传统的纸 张既可以将大量堆放的磷石膏在几年之内处理掉，又可以避免传统纸张在生产过程中砍伐 树木所