一种蒸压黄磷炉渣路面砖及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蒸压黄磷炉渣路面砖及其制作方法，由黄磷炉渣粉、粒状黄磷炉渣、生石灰粉、磷石膏制成，将干燥的黄磷炉渣研磨成粉状；再与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏混合，加水搅拌混合均匀；制作砖坯体；蒸汽养护制得成品。本发明蒸压黄磷炉渣路面砖优于普通的路面砖产品，其成分简单，减少了原料种类的投入，采用不同细度的黄磷炉渣搭配来作为复合激发剂，取得了意想不到的效果；在制作过程中，提供了较好的激发条件，并且生产过程易于控制，产品质量较为稳定；在没有使用水泥的情况下，既保证强度达到路面砖的使用要求，降低了生产成本，又有效利用了黄磷炉渣资源；虽然降低了磷石膏的用量，但解决了蒸压磷渣砖不适于路面砌筑的问题。
【专利说明】一种蒸压黄磷炉渣路面砖及其制作方法【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种蒸压黄磷炉渣路面砖及其制作方法。
【背景技术】
[0002]作为热法磷酸的中间产品，黄磷的需求量与日俱增。相应的，黄磷生产过程中产生的黄磷炉渣也随之增加。黄磷矿渣是黄磷生产过程中由磷灰石、石英、焦碳在电弧炉中，以1600°C左右高温熔炼，发生下列反应而排出的废渣，其主要组成为CasiO3:
[0003]2Ca3 (PO4) 2+6Si02+10C — 6Casi03+10C0 f +P4
[0004]目前，国内每生产It黄磷将产生8~IOt黄磷炉渣。由于黄磷炉渣的无控制排放，极易对周边的大气、水、土壤和生态环境造成不可恢复的污染。目前国内对黄磷炉渣的有效利用率很低。
[0005]据不完全统计，我国的磷石膏废渣每年排放量已达4000万t以上，而利用率仅为
4.1%-4.5%。目前，国内的磷化工企业在湿法磷酸生产过程中产生了大量磷石膏，对环境造成了不良影响。如何有效处理磷石膏废渣已成为磷化工企业面临的难题。
[0006]路面砖，是指一种铺地材料，主要是以水泥，石子，沙子做原料，经加工、振动加压或其他成型工艺制成， 用于铺设城市道路人行道、城市广场等的混凝土路面及地面工程的块、板等，对砖的强度要求较高。在现有技术中，常见的路面砖是以水泥为主要原料的混凝土路面砖，由于路面砖用量很大，且对强度要求较高，因此其生产成本较高。然而，在现有技术中，以磷石膏和/或磷渣为主要原料制成的蒸压砖虽然成本较低，但都不适于路面砌筑。
[0007]如CN101684675B公开的一种蒸压磷石膏砖及其制备方法，是由以下重量份的原料制备而得:磷石膏60-80份，中和改性剂3.9-7.8份，活性掺合材料15-30份，胶结骨料1-2份，激发剂0.1-0.2份，水10-15份，所述中和改性剂为电石渣或石灰渣，所述活性掺合材为锌冶炼水渣、沸腾炉燃煤渣、链排炉燃煤渣中的任意一种或几种，所述胶结骨料为建筑砂，所述激发剂为芒硝或元明粉。该方案的不足之处在于，采用磷石膏作为主要原料，其中的氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐等杂质容易造成环境污染；采用芒硝或者元明粉作为激发剂，激发效果不够理想，且提高了生产成本；制得的蒸压磷石膏砖强度仅达到15~30MPa，无法满足路面砖的实际使用需要。又如CN101519896B公开的蒸压磷石膏砖及其制备方法，由重量配比为二水石膏40-70%，磷渣粉或水泥15-45%，石灰2-6%，骨料10-25%的物料加水搅拌至水分8~10%，制成坯料送入自动液压压砖机的模具压制成砖坯，经0.8~1.3MPA的饱和蒸汽养护而成；所述胶结材料为磷渣粉或水泥；所述骨料是颗粒在I~5mm，含Si02>40%的砂、石屑或炉渣。该技术方案的不足在于，二水石膏在原料中所占比重较大，适于墙体砌筑而不适于路面砌筑，因其抗压强度不够高且含水量会变化而产生较大的体积变化，用于路面砌筑可能会导致路面开裂。可见，蒸压磷渣砖并不适于路面砌筑。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种的蒸压黄磷炉渣路面砖及其制作方法，解决了现有技术中黄磷炉渣有效利用率低、对环境污染大的问题，以及普通磷渣砖强度不高、成本高、不适于路面砌筑的问题。
[0009]一种蒸压黄磷炉渣路面砖，由黄磷炉渣粉、粒状黄磷炉渣、生石灰粉、磷石膏制成，所述原料的质量百分比为:
[0010]黄磷炉渣粉30%~60% ；
[0011 ] 粒状黄磷炉渣20%~55% ；
[0012]生石灰粉0.5%~5% ；
[0013]磷石膏5%~20%。
[0014]进一步的，所述原料的质量百分比为:
[0015]黄磷炉渣粉40%~50% ；
[0016]粒状黄磷炉渣30%~45% ；
[0017]生石灰粉2%~5% ；
[0018]磷石膏10% ~15%。
[0019]更进一 步的，所述原料的质量百分比为:
[0020]黄磷炉渣粉45% ；
[0021]粒状黄磷炉渣40%;
[0022]生石灰粉3%;
[0023]磷石膏12%。
[0024]所述黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量≤4.5%。
[0025]所述黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率≥90%。
[0026]所述粒状黄磷炉渣的细度在1.0~5.0mm。
[0027]所述生石灰粉的有效CaO含量≥50%,细度为200目，过筛率≤75%。
[0028]所述憐石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量为10~12%。
[0029]上述蒸压黄磷炉渣路面砖的制作方法，其特征在于:由黄磷炉渣粉、粒状黄磷炉渣、生石灰粉、磷石膏按照以下方法制成:
[0030]( 1)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0031](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0032](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为7%~10%的混合物料；
[0033](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0034](5)通过L 55~L 65MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0035]本发明的有益效果:
[0036]与现有技术相比，本发明蒸压黄磷炉渣路面砖优于普通的路面砖产品，其成分简单，减少了原料种类的投入，采用不同细度的黄磷炉渣搭配来作为复合激发剂，取得了意想不到的效果；在制作过程中，通过制作步骤的安排，提供了较好的激发条件，并且生产过程易于控制，产品质量较为稳定；在没有使用水泥的情况下，既保证强度达到了路面砖的使用要求，降低了生产成本，又有效利用了黄磷炉渣资源，避免了黄磷炉渣对生态环境的不利影响；虽然降低了磷石膏的用量，但是同时解决了普通的蒸压磷渣砖不适于用作路面砖的问题。采用本发明生产的路面砖，抗压强度可达到30~65MPa，抗折强度在7.0~20.0MPa,耐磨度> 1.2，吸水率< 10%，适用于公路工程和市政工程中的主体工程和装饰工程。
[0037]黄磷炉渣的主要成分为CaO和SiO2,两者总含量平均在90%以上，此外还有少量的TiO2、Fe2O3、P205、Mg0、F、K2O和Na2O等。 申请人:经多年研究发现，粉状的黄磷炉渣粉和粒状黄磷炉渣具有潜在的激活剂作用，意即细度达到一定程度的黄磷炉渣可起到激发剂的作用。本发明所用的黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%，黄磷炉渣粉的细度是200目过筛率> 90% ;粒状黄磷炉渣的细度在1.0~5.0mm ;生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度是200目，过筛率≥75% ;磷石膏中的P2O5含量< 3.5%、水份含量在10~12%。为制得高抗压强度的路面砖奠定了物质基础。
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例来描述本发明的技术方案。以下所述为本发明的较佳实施例，可用于解释和支持本发明，但不对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，以及依据本发明的技术实质对以下实施例所作的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
[0039]实施例1
[0040]按2000块批量试验量进行原料准备，黄磷炉渣粉3600kg，粒状黄磷炉渣1200kg，生石灰粉180kg，磷石膏1020kg。
[0041]先将干燥的黄磷炉渣研磨成粉状；再将黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按比例进行均匀计量配料；再加水搅拌混合均匀，控制其水份含量在7% ;利用制砖机制作砖还体；通过1.55MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0042]成品检测结果:
[0043]抗压强度:64 .7M Pa ；
[0044]抗折强度:20.8MPa ；
[0045]耐磨度:1.5;
[0046]吸水率:6.9%。
[0047]实施例2
[0048]按2000块批量试验量进行原料准备，黄磷炉渣粉1800kg，粒状黄磷炉渣3300kg，生石灰粉130kg,磷石膏770kg。
[0049]先将干燥的黄磷炉渣研磨成粉状；再将黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按比例进行均匀计量配料；再加水搅拌混合均匀，控制其水份含量在8% ;利用制砖机制作砖还体；通过1.60MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0050]成品检测结果:
[0051]抗压强度:55.3MPa ;
[0052]抗折强度:17.8MPa ;
[0053]耐磨度:1.2;
[0054]吸水率:6.9%。
[0055]实施例3
[0056]按2000块批量试验量进行原料准备，黄磷炉渣粉2400kg，粒状黄磷炉渣3000kg，生石灰粉IOOkg,磷石膏500kg。
[0057]先将干燥的黄磷炉渣研磨成粉状；再将黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按比例进行均匀计量配料；再加水搅拌混合均匀，控制其水份含量在10% ;利用制砖机制作砖还体；通过1.55MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0058]成品检测结果:
[0059]抗压强度:53.9MPa ；
[0060]抗折强度:9.2MPa ；
[0061]耐磨度:1.3;
[0062]吸水率:9.7%。
[0063]实施例4
[0064]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉30% ;粒状黄磷炉渣55% ;生石灰粉5% ;磷石膏10%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在1.0。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量为10%。制法如下:
[0065]( 1)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0066](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0067](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为9%的混合物料；
[0068](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0069](5)通过1.65MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0070]实施例5
[0071 ] 称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉60% ;粒状黄磷炉渣20% ;生石灰粉0.5% ;磷石膏19.5%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率≥ 90%。粒状黄磷炉渣的细度在2.0mm。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率≥75%。磷石膏中的P2O5含量< 3.5%，含水量为11%。制法如下:
[0072]( 1)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0073](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0074](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为8%的混合物料；
[0075](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0076](5)通过1.60MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0077]实施例6
[0078]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉60% ;粒状黄磷炉渣30% ;生石灰粉5% ;磷石膏5%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在3.0mm。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量为12%。制法如下:
[0079]( I)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；[0080](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0081](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为7%的混合物料；
[0082](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0083](5)通过1.55MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0084]实施例7
[0085]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉40% ;粒状黄磷炉渣45% ;生石灰粉2% ;磷石膏13%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在4.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率≥75%。磷石膏中的P2O5含量≥3.5%，含水量为10.5%。制法如下:
[0086]( I)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0087](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0088](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为10%的混合物料；
[0089](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0090](5)通过1.60MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0091]实施例8
[0092]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉50% ;粒状黄磷炉渣30% ;生石灰粉5% ;磷石膏15%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在5.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率≥75%。磷石膏中的P2O5含量≥3.5%，含水量为11.5%。制法如下:
[0093]( I)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0094](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0095](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为8%的混合物料；
[0096](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0097](5)通过1.55MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0098]实施例9
[0099]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉40% ;粒状黄磷炉渣45% ;生石灰粉5% ;磷石膏10%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在3.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量为10%。制法如下:
[0100](I)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0101](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0102](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为9%的混合物料；
[0103](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0104](5)通过1.60MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0105]实施例10
[0106]称取原料，所述原料的质量百分比为:黄磷炉渣粉45% ;粒状黄磷炉渣40% ;生石灰粉3% ;磷石膏12%。黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率> 90%。粒状黄磷炉渣的细度在2.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，细度为200目，过筛率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量为12%。制法如下:
[0107](I)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉；
[0108](2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料；
[0109](3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为10%的混合物料；
[0110](4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体；
[0111](5)通过1.55MPa饱和蒸汽养护制得成品。
[0112]随机抽取实施例1、2、3所制蒸压黄磷炉渣路面砖作为试样，分别进行检测。抗压强度、抗折强度的检验，分别按建材行业标准JC466 “附录A”和“附录B”(补充件)的规定进行试验。耐磨性试验按照GB/T12988《无机地面材料耐磨性试验方法》的规定进行。吸水率试验，按照JC446标准规定的设备、试件数量、试验步骤和结果计算等要求进行。检测结果如表1所示。
[0113]表1本发明蒸压黄磷炉渣路面砖的检测结果
【权利要求】
1.一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:由黄磷炉渣粉、粒状黄磷炉渣、生石灰粉、磷石膏制成，所述原料的质量百分比为: 黄磷炉渣粉30%~60% ； 粒状黄磷炉渣20%~55% ； 生石灰粉0.5%~5% ； 憐石骨5%~20%。
2.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述原料的质量百分比为: 黄磷炉渣粉40%~50% ； 粒状黄磷炉渣30%~45% ； 生石灰粉2%~5% ； 憐石骨10%~15%。
3.根据权利 要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述原料的质量百分比为: 黄磷炉渣粉45% ； 粒状黄磷炉渣40% ； 生石灰粉3% ； 憐石骨12%。
4.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述黄磷炉渣为水淬渣，其P2O5含量≤4.5%。
5.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述黄磷炉渣粉的细度为200目，过筛率≥90%。
6.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述粒状黄磷炉渣的细度在1.0~5.0mm。
7.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述生石灰粉的有效CaO含量≥50%,细度为200目，过筛率≥75%。
8.根据权利要求1所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖，其特征在于:所述磷石膏中的P2O5含量< 3.5%，含水量为10~12%。
9.根据权利要求1~9任一所述的一种蒸压黄磷炉渣路面砖的制作方法，其特征在于:由黄磷炉渣粉、粒状黄磷炉渣、生石灰粉、磷石膏按照以下方法制成: (1)将干燥的黄磷炉渣研磨成粉料，得到黄磷炉渣粉； (2)将步骤(1)得到的黄磷炉渣粉与粒状黄磷炉渣和生石灰粉和磷石膏按质量百分比进行配料，得到混合干料； (3)将步骤(2)得到的混合干料加水搅拌混合均匀后，得到水份含量为7%~10%的混合物料； (4)利用制砖机将步骤(3)得到混合物料制成砖坯体； (5)通过1.55~1.65MPa饱和蒸 汽养护制得成品。
【文档编号】C04B28/14GK103626462SQ201310533643
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】杨永彬, 杨步雷, 徐韦洪, 向前勇, 刘敏, 刘小成, 邹国军, 宋维相 申请人:贵州开磷（集团）有限责任公司