[发明专利]免煅烧脱硫石膏、磷石膏,制备高强、耐水复合胶凝材料

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域。一种利用火电厂固体废弃物——原状二水脱硫石膏，和磷肥厂固体废弃物——原状二水磷石膏，不经传统的煅烧工艺，不经予处理，实施免煅烧技术，直接使用。具体涉及一种免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料。并以此为核心母料，再与骨料或掺和料、外加剂配合，可生产出高强、耐水石膏砖、砌块、条板和粉刷石膏等干混砂浆。

背景技术

我国是世界上火力发电大国，每年SO²排放量世界第一，为2500万吨，国家采取了强制性脱硫措施，到2010年由脱硫产生的脱硫石膏，达5000万吨；我国又是磷肥生产大国，年生产量达到世界第一，到2010年，由生产磷肥产生的固体废弃物——磷石膏5000万吨，现存一亿吨。这个数字是惊人的。普遍采取抛弃法，购地堆放、填埋，既增加企业负担，又造成第二次对水源、大气、土地的污染。

在循环经济和科学发展观政策的强力推动下，为了解决这一问题，业内不少企业，包括设备制造、生产加工企业，纷纷沿袭传统的加工工艺，把原状的二水脱硫石膏、磷石膏，投资千万元设备，进行干燥、煅烧、粉磨、变成β--半水石膏，再加工生产应用。带来的问题是：一是前期设备投入大、工艺复杂；二是，二次耗能、二次污染；三是，产品“强度低，不耐水”；四是，产品质量不稳定，影响使用；五是，成本高、不环保。

在文献检索中发现，《一种胶凝材料石膏——水泥及其生产方法》，申请公开号为：ZL200810031155·6。其不足之处是：一是，只能生产干粉砂浆类产品，而不能生产墙砖、砌块、条板类产品，使用范围窄；二是，没有湿热养护工艺，水化反应不充分，耐水性差、强度低；三是，技术配方不合理。原状二水脱硫石膏、磷石膏消耗量低；同时，又用硬石膏，替代二水石膏，成本高，难于推广应用。

发明内容

本发明提供一种免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料，一是，省去了千万元煅烧设备的投入，工艺简化，没有二次污染，二次能耗，节能环保，成本低；二是，该发明同时克服了经煅烧的β--半水石膏“强度低、耐水性差”的弊病，软化系数高，综合性能佳。三是，除可生产干粉砂浆产品外，还可生产石膏基墙砖、条板、砌块，可用于外墙和承重部位。拓展了市场应用范围。

本发明是通过以下技术方案实现的，其组份和重量百分比为：

免煅烧二水脱硫石膏或磷石膏：   60-80％

火山灰活性矿物材料：           10-25％

碱性激发材料：                 5-15％

促凝材料：                     0.5-2％

上述复合胶凝材料中，所述的免煅烧二水脱硫石膏，为火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物--原状二水脱硫石膏；所述的磷石膏，为磷肥厂的固体废弃物——原状二水磷石膏；所述的火山灰活性矿物材料为：粉煤灰、高炉矿渣微粉；所述的碱性激发剂为：氧化钙、水泥熟料；所述的促凝剂为：硫酸纳、甲酸钙。

上述免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料方法，其步骤包括：

①将活性材料、激发材料、促凝剂，按比例、干粉状、计量混合球磨，装袋待用，构成核心母料。

②将原状的半湿态二水脱硫石膏或磷石膏，附着水≤10％，与核心母料混合搅拌构成复合胶凝材料。将复合胶凝材料现场与骨料、轻骨料、增强剂混合搅拌，经成型机挤压，分别生产出石膏砖、自保温砖、石膏砌块、石膏条板产品。

③将原状的干粉状脱硫石膏或磷石膏与核心母料混合，计量装袋，构成复合胶凝材料。加工生产粉刷石膏等干混砂浆产品。

本发明公开的免煅烧脱硫石膏，制备高强，耐水复合胶凝材料，技术经过反复试验室试验、中试生产，抗压、抗折，耐水性能、软化系数，抗冻融性能均佳。二水脱硫石膏、磷石膏，属气硬性材料，本身没有自硬性，也没有胶凝性。在添加了活性材料后，加上本身又属水硬性材料，在激发剂、促凝剂和水的作用下，进行水化反应，生成了钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)胶凝。钙矾石围绕着二水石膏形成密实、紧凑、均匀的骨架结构。而水化硅酸钙胶凝材料，交叉搭接，充其之中，形成整体。再加上工艺上的湿热养护，加快和完善水化反应的进程，使之生成有着足够数量、晶体形状合理、结构紧密的水化产物。使强度和耐水性得到更大提高。材料发生了质的变化，集气硬性和水硬性优势于一身。这种复合胶凝材料，与不同骨料、不同增强材料、不同配比混合挤压成型或混合，可以生产出标砖、砌块、条板和干粉砂浆。