[发明专利]用旋窑厂处理磷石膏制特种硬石膏熟渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用磷石膏制特种硬石膏熟渣的方法，特别涉及一种用旋窑生产线设备处理磷石膏制特种硬石膏熟渣的方法。

背景技术

磷石膏为磷化工制磷酸或磷肥排放的废渣，主要成份是以石膏为主的硫酸盐，含量达78～96%，其次是含有4～22%的石英质SiO₂、可溶性的磷酸盐和氟磷酸盐及不可溶性的磷酸盐、氟磷酸盐和硅铝酸盐矿物，并含有少量的有害的重金属元素如钴、锶、铅、镉等。

新排放的磷石膏为散粒状物料，弃置堆存易扬尘，但在有适量水分作用下可缓慢的石膏重结晶粘结为坚硬的块状物。大量弃置的磷石膏客观上对环境及地下水和土壤造成了较严重的污染和破坏。

当前，磷石膏的研究和应用主要集中在四个方面，其一，是将磷石膏加石灰改性，即加石灰中和固化其中的可溶性磷酸盐和氟磷酸盐，取代天然石膏用作水泥生产的缓凝剂，但应用效果客观上不太理想，实际消耗量很有限；其二，是将磷石膏热处理转化为半水石膏或半水石膏和可溶性无水石膏的复合物，即250～500℃低温热处理建筑石膏粉，用于生产石膏粉及石膏板、石膏砌块等制品，但因磷石膏品位、颜色远不如天然石膏，且含有一定量的有害元素和有害杂质，加之建筑石膏制品耐水差，其实际应用消耗量尚有限；其三，是将磷石膏和石灰和煤渣、粉煤灰混合压制经养护制砖，但因有害杂质和有害元素的影响及需经蒸压养护工艺才能较好的保证砖类制品的体积稳定性，其推广应用不理想；其四，是制硫酸副产水泥，因投资大、硫酸品位偏低、经济性较差，且二次污染大，导致推广应用受阻。

因此，迫切需要一种全新的技术方法，以相对合理的矿物组成的产品开拓市场途径，实现磷石膏的资源化利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种用旋窑厂处理磷石膏制特种硬石膏熟渣的方法，该方法可简单地利用旋窑生产线工艺装备，较低成本的有效利用磷石膏及其它废弃物，生产有较高附加值、用途广泛的特种硬石膏熟渣及特种硬石膏胶凝材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用旋窑厂处理磷石膏制特种硬石膏熟渣的方法，包括以下步骤：

（1）备料：取原料磷石膏和废石渣，其中，结块的磷石膏则破碎至粒径＜40mm；

（2）配料：将磷石膏和废石渣按质量比为磷石膏50～80%:废石渣20～50%的比例实行配料；

（3）制粉：将配料的物料连续送入生料立磨系统，混合粉磨制成80μm筛余≤30%的废弃物粉料；

（4）煅烧：将废弃物粉料连续送入干法旋窑预热器系统，入回转窑内，在氧化性气氛下，经1150℃～1350℃、15～60分钟煅烧，即制成特种硬石膏熟渣。

进一步，将所得的特种硬石膏熟渣直接粉磨、或按常规旋窑粉磨工艺配入如水淬矿渣、磷渣、粉煤灰、硅渣、减水剂、流平剂等其它材料中的一种或几种粉磨至80μm筛余≤12%的粉料，即制成特种硬石膏胶凝材料。

进一步，所述的废石渣为石灰石矿山开采弃置的含泥的石屑。

进一步，所述的废石渣可部分或全部用废弃混凝土和/或大理石加工泥屑和/或石灰渣替代。

进一步，用18～48%的电石渣和/或石灰石与2～8%的废土和/或污泥替代20～50%的废石渣。

本发明步骤（2）中，以50～80%磷石膏提供适量的硫酸钙及磷、氟元素矿物，以20～50%的废石渣提供适量的活性氧化钙及可热分解活化反应的硅铝酸盐矿物。

本发明所得特种硬石膏熟渣的主要水化活性矿物为不可溶性硬石膏和硅酸二钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙等。这种熟渣的特性不同于硅酸盐熟料或普通硬石膏或硫铝酸盐或硫铁酸盐熟料，为特种熟料，可直接供应粉磨站、水泥厂、建筑砂浆厂等企业生产普通硅酸盐水泥、早强快硬水泥、膨胀剂、砌筑水泥或砌筑灰、建筑砂浆等。

本发明所得特种硬石膏胶凝材料，其矿物组成及胶凝材料特性有异于硅酸盐胶凝材料或普通硬石膏胶凝材料或硫铝酸盐胶凝材料或硫铁酸盐胶凝材料。可供应商品混凝土搅拌站、水泥厂或建筑工地及建材制品厂。

本发明的技术原理：

（1）针对磷石膏的主要矿物为硫酸钙、磷酸盐和氟磷酸盐及硅铝酸盐矿物的特点，将磷石膏和废石渣作为原料配料，低温煅烧制成用途广且市场需求量大、主要水化活性矿物为硫酸钙和硅酸二钙、硫铝酸钙、硫铁酸钙矿物的特种硬石膏熟渣和/或特种硬石膏胶凝材料；