专利名称：磷石膏水泥缓凝剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及再生资源综合利用技术领域，尤其是一种磷石膏水泥缓凝剂及制备方法。
背景技术：
磷石膏是磷化工企业生产过程中排放的工业废渣，随着磷化工工业的飞速发展，我国每年由磷化工企业排出的磷石膏达5000万吨，而磷石膏资源的利用率却不到20%。在对磷石膏的综合处理利用中，用其制作成水泥缓凝剂以代替天然石膏进行生产是当前磷石膏的主要利用途径之一，它有利于工业废渣综合处理利用，减少废渣堆放占用土地，保护环境，降低水泥生产企业成本，经济效益和社会效益都十分显著。
目前，国内水泥缓凝剂生产均自化工厂原料堆放取料，完成两次或三次装卸后原料才进缓凝剂生产线，增加了化工企业的排放费用；在缓凝剂生产过程中，也没有重视可用硫的回收利用，形成资源浪费；有煅烧工序的采用顺向煅烧烘干，烘干时间过长且无余热利用程序，自然烘干制备方法对磷石膏的利用率不高。尽管也出现了一些改进方法(如中国专利申请99116529. 2,201010204570. 4、200810046201. X)，然而这些公开的磷石膏水泥缓凝剂的制备方法仍然存在上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种节约能源、成本低廉、高效优质的磷石膏水泥缓凝剂及制备方法，以实现充分利用磷石膏原料，既保护环境又可发展低碳循环经济的目的。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案磷石膏水泥缓凝剂，由以下重量百分比的原料制成磷石膏90 95%、碱性增钙质2 5%、改性剂O. 5 2%。强度2. 8mpa以上，成球率95%以上，SO3含量彡45%，附着水彡8 %，结晶水彡14%，酸不溶物< 3%，二水硫酸钙含量彡95%。磷石膏直接取自化工企业的排渣口 ；碱性增钙质是石灰、糖厂排放的糖渣、发电厂排放的电石渣或造纸厂排放的增钙碱渣，其内含的CaO可与S042_反应形成CaSO4，增强磷石膏的品位，同时减少对生产中各类设备、容器的腐蚀；改性剂是Na2SO4或BaSO4尾矿，微量改性剂可增加磷石膏的活性和溶解度，增加水泥强度，对后续水泥商品混凝土与各类减水剂、泵送剂等外加剂的兼容性起促进作用。化工企业是磷酸、磷肥或合成洗涤剂生产企业。上述磷石膏水泥缓凝剂的制备方法，主要包括以下步骤直接将化工企业磷酸反应后排放端口排出的磷石膏渣浆接入30目振动筛，同时以化工企业的工业废水冲洗磷石膏渣，筛去约10%矿物杂质、不溶性杂质，然后加入2 3%碱性增钙质调节pH值至中性；混合浆液经转盘过滤，滤水重回磷回收装置回收制取有效磷；滤渣水份控制在15%以下，入原料库钙化2 3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4' SO42-等游离酸消解形成不溶物；再入回转烘干机130°C逆流煅烧烘干，烘干至内含5. 5%结晶水、半水石膏达40%以上；烘干料进入成球盘时，再冲入I 2%碱性增钙质调节pH值至10左右，同时加入O. 5 2%改性剂,用80°C余热水喷淋成球,造粒,入库存放3天即得改性增强磷石膏球(水泥缓凝剂)产品。工业废水来自化肥厂磷矿球磨或磷酸水洗工艺产生的废水。 余热水来自回转烘干机沸腾炉的换热水。本发明直接从化工企业排放端口接入原料进入生产线，利用磷石膏渣进行改性生产处理，避免磷石膏的排堆过存及对环境的污染，最大限度地实现了充分利用磷石膏原料。该方法通过筛选、过滤、钙化、逆流煅烧烘干、成球造粒，采用工业废弃的碱性增钙质，对废渣磷石膏进行两次改性，并运用逆流煅烧烘干技术降低了能源消耗，成球盘造粒产品水份少(<8%)、储存时间短(3天左右)，获得了改性增强磷石膏球产品，实现有效磷的再回收利用，提高了磷石膏利用率，为企业节约了生产成本，为社会节约了能源、资源，达到保护环境又发展低碳循环经济的目的。检测表明，该产品用于水泥生产各项性能优于天然石膏，利 废环保，极大地减少了化工企业排放处理的费用，又大幅提高了水泥生产企业的经济效益。
图I是本发明磷石膏水泥缓凝剂制备方法的工艺流程图。
具体实施例方式图I显示了本发明磷石膏水泥缓凝剂制备方法的工艺流程，其中磷石膏取自化工企业工艺流程末端的排放端口，以下结合实施例进一步说明本发明。实施例I原料来源磷石膏渣(占总重的95%)—广西鹿寨化肥有限公司生产排放端口。碱质增钙质(占总重的4%)—周边石灰厂石灰石浆液。改性剂(占总重的1%) -Na2SO4尾矿。工业废水一某化肥厂磷矿球磨车间废水。 余热水——本工艺中回转烘干机沸腾炉的换热水。工艺流程打开进料阀，开启30目滤筛，直接将化工企业磷酸反应后排出的磷石膏渣浆接入30目振动筛，同时以工业废水冲洗磷石膏渣，筛去约10%矿物杂质、不溶性杂质，然后调速定量加入3%碱性增钙质调节pH值至中性；混合浆液经转盘过滤，滤水重回磷回收装置；滤渣水份控制在15%以下，入原料库钙化3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游离酸消解形成不溶物；钙化后矿粉再由皮带输送入3X Φ28米回转烘干机130°C逆流煅烧烘干，烘干至内含5. 5%结晶水、半水石膏达40%以上；烘干料进入2台X Φ5米成球盘时,通过计量斗再冲入I %碱性增钙质调节pH值至10，同时加入I %改性剂，用80°C余热水喷淋成球，造粒，造粒料由皮带运输到仓库，入库存放3天即得改性增强磷石膏球。实施例2原料来源
磷石膏渣(占总重的95%)—广西鹿寨化肥有限公司生产排放端口。碱质增钙质(占总重的3. 5%)——广西柳州化工厂烧碱生产排放的电石渣。改性剂(占总重的I · 5 % )——BaSO4尾矿。工业废水一某化肥厂磷矿球磨车间废水。余热水——本工艺中 回转烘干机沸腾炉的换热水。工艺流程打开进料阀，开启30目滤筛，直接将化工企业磷酸反应后排出的磷石膏渣浆接入30目振动筛，同时以工业废水冲洗磷石膏渣，筛去约10%矿物杂质、不溶性杂质，然后调速定量加入2%碱性增钙质调节pH值至中性；混合浆液经转盘过滤，滤水重回磷回收装置；滤渣水份控制在15%以下，入原料库钙化2天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游离酸消解形成不溶物；钙化后矿粉再由皮带输送入3X Φ28米回转烘干机130°C逆流煅烧烘干，烘干至内含5. 5%结晶水、半水石膏达40%以上；烘干料进入2台X Φ5米成球盘时,通过计量斗再冲入I. 5%碱性增钙质调节pH值至10，同时加入I. 5%改性剂，用80°C余热水喷淋成球,造粒,造粒料由皮带运输到仓库,入库存放3天即得改性增强磷石膏球。实施例3原料来源磷石膏渣(占总重的93%)—广西鹿寨化肥有限公司生产排放端口。碱质增钙质(占总重的5% )—广西凤糖纸业增钙碱渣。改性剂(占总重的2 % ) -Na2SO4尾矿。工业废水一某化肥厂磷矿球磨车间废水。余热水——本工艺中回转烘干机沸腾炉的换热水。工艺流程打开进料阀，开启30目滤筛，直接将化工企业磷酸反应后排出的磷石膏渣浆接入30目振动筛，同时以工业废水冲洗磷石膏渣，筛去约10%矿物杂质、不溶性杂质，然后调速定量加入3%碱性增钙质调节pH值至中性；混合浆液经转盘过滤，滤水重回磷回收装置；滤渣水份控制在15%以下，入原料库钙化3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游离酸消解形成不溶物；钙化后矿粉再由皮带输送入3X Φ28米回转烘干机130°C逆流煅烧烘干，烘干至内含5. 5%结晶水、半水石膏达40%以上；烘干料进入2台X Φ5米成球盘时,通过计量斗再冲入2%碱性增钙质调节pH值至10，同时加入2%改性剂，用80°C余热水喷淋成球，造粒，造粒料由皮带运输到仓库，入库存放3天即得改性增强磷石膏球。经检测，实施例I至3的改性增强磷石膏球(水泥缓凝剂)产品强度2. Smpa以上，成球率95%以上，SO3含量彡45%，附着水< 8%，结晶水彡14%，酸不溶物< 3%，二水硫酸钙含量> 95%，其中化学成分见表I。表I实施例I至3的改性增强磷石膏球化学成分及性能
权利要求
1.一种磷石膏水泥缓凝剂，其特征在于由以下重量百分比的原料制成磷石膏90 95 %、碱性增钙质2 5 %、改性剂0. 5 2 %。
2.根据权利要求I所述的磷石膏水泥缓凝剂，其特征在于强度2.Smpa以上，成球率95 %以上，SO3含量彡45 %，附着水< 8 %，结晶水彡14%，酸不溶物< 3 %，二水硫酸钙含量彡 95%。
3.根据权利要求I所述的磷石膏水泥缓凝剂，其特征在于所述磷石膏直接取自化工企业的排渣口，所述碱性增钙质是石灰、糖厂排放的糖渣、发电厂排放的电石渣或造纸厂排放的增钙碱渣，所述改性剂是Na2SO4或BaSO4尾矿。
4.根据权利要求3所述的磷石膏水泥缓凝剂，其特征在于所述化工企业是磷酸、磷肥或合成洗涤剂生产企业。
5.根据权利要求I所述磷石膏水泥缓凝剂的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤直接将化工企业磷酸反应后排出的磷石膏渣浆接入30目振动筛，同时以化工企业的工业废水冲洗磷石膏渣，筛去矿物杂质、不溶性杂质，然后加入2 3%碱性增钙质调节pH值至中性；混合浆液经转盘过滤，滤水重回磷回收装置；滤渣水份控制在15%以下，入原料库钙化2 3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3P04、H2P04-、S042_等游离酸消解形成不溶物；再入回转烘干机130°C逆流煅烧烘干，烘干至内含5. 5%结晶水、半水石膏达40%以上；烘干料进入成球盘时，再冲入I 2%碱性增钙质调节pH值至10左右，同时加入0. 5 2%改性剂，用80°C余热水喷淋成球，造粒，入库存放3天即得。
6.根据权利要求5所述磷石膏水泥缓凝剂的制备方法，其特征在于所述工业废水来自化肥厂磷矿球磨或磷酸水洗工艺产生的废水。
7.根据权利要求5所述磷石膏水泥缓凝剂的制备方法，其特征在于所述余热水来自回转烘干机沸腾炉的换热水。
全文摘要
本发明公开了一种磷石膏水泥缓凝剂及制备方法，该水泥缓凝剂由以下重量百分比的原料磷石膏90～95％、碱性增钙质2～5％、改性剂0.5～2％，经筛选、过滤、钙化、逆流煅烧烘干、成球造粒等步骤制成。本发明直接从化工企业排放端口接入原料进入生产线，利用磷石膏渣进行改性生产处理，避免磷石膏的排堆过存及对环境的污染，最大限度地实现了充分利用磷石膏原料，实现有效磷的再回收利用。该产品用于水泥生产各项性能优于天然石膏，利废环保，极大地减少了化工企业排放处理的费用，又大幅提高了水泥生产企业的经济效益。
文档编号B09B3/00GK102731006SQ20121025877
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者刘晓刚, 易伟, 朱中彩 申请人:广西鹿寨凯浩鹿宝新型建材有限公司