[发明专利]一种碳激发磷渣砌块及其制备方法

说明书

本发明提供一种碳激发磷渣砌块及其制备方法，该碳激发磷渣砌块，按质量分数计，所述碳激发磷渣砌块由4.7％～17.6％磷渣微粉、0～10.9％磷石膏、75.8％～78.7％磷渣颗粒、0～3.6％添加剂和3.0％～6.3％水在CO₂环境中制备而成。本发明的碳激发磷渣砌块因磷渣中活性CaO可被CO₂激发，使得活性CaO与CO₂反应生成强胶凝性能的CaCO₃，从而使得本发明的碳激发磷渣砌块具有较高的强度，且在本发明中磷渣的利用率可达88％以上，磷石膏的利用率可达8.2％，缓解了缓解我国每年大量磷渣排放所带来的大气和土壤环境，以及磷石膏堆存带来的粉尘、地下水和土壤污染等环境问题，具有良好的环保、社会与经济效益。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种碳激发磷渣砌块及其制备方法。

背景技术

中国是世界上主要的磷矿产地之一，中国磷矿储量仅次于摩洛哥和西撒哈拉地区，居世界第二位,以我国现有黄磷生产能力计，我国磷渣的年排放量达到600～800万吨。贵州磷矿资源丰富，富矿总量位居全国第一位，通常生产1吨黄磷大约产生8～10吨磷渣，生产黄磷排放的工业废渣累计达到百万吨以上，我国多数黄磷生产企业将磷渣作为废渣堆放，磷渣堆放需要占用土地，磷渣堆场在雨水的作用下，磷渣中的P₂O₅和其他有害成分会在雨水的淋溶下渗入地下造成土壤污染及地下水污染，对人畜造成危害。

磷石膏为磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，每生产1t磷酸约产生(4.5～5)t磷石膏。磷石膏主要成分是硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，另外也含有少量未完全分解的磷矿、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。随着我国高浓度磷复肥和磷酸工业的快速发展，副产的磷石膏量急剧增加。目前我国磷石膏的年排放量已达5000万t左右，由于资源化利用技术的瓶颈，累计堆存量超过2亿t。国内磷石膏还没有很好的利用途径，大多堆存处理，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染。

因此，磷渣和磷石膏的合理处置与综合利用具有很高的社会经济效益和生态环境效益。目前国内外关于磷渣和磷石膏的再利用有很多途径，如利用磷渣制备陶瓷材料、微晶玻璃等，磷石膏用作水泥缓凝剂、石膏砌块和石膏砖等，但因其品质低，再利用难度大，导致其利用效率一直不高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种碳激发磷渣砌块，以解决现有磷渣和磷石膏利用率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种碳激发磷渣砌块，按质量分数计，所述碳激发磷渣砌块由4.7％～17.6％磷渣微粉、0～10.9％磷石膏、75.8％～78.7％磷渣颗粒、0～3.6％添加剂和3.0％～6.3％水在CO₂环境中制备而成。

可选地，所述磷渣微粉的粒径≤100μm。

可选地，所述磷渣颗粒中在4.75～0.15mm粒径范围内的颗粒含量≥85％，且所述磷渣颗粒中大于4.75mm的颗粒含量≤5％。

可选地，所述添加剂为硅灰、硫酸钠、碳酸钠的一种或多种。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述碳激发磷渣砌块的方法，该制备方法包括以下步骤：

1)将所述磷渣微粉、所述磷石膏、所述磷渣颗粒和所述添加剂搅拌、混合，得到混合料A；

2)分两次向所述混合料A中加入所述水，其中，第一次加入所述水和第二次加入所述水后均搅拌，得到碳激发磷渣砌块坯料；

3)将所述碳激发磷渣砌块坯料成型，即得碳激发磷渣砌块生坯；