[发明专利]一种低毒磷石膏基高强人造骨料及其制备方法

说明书

本发明提供一种低毒磷石膏基高强人造骨料制备方法，该混合材料包括如下干重量百分数的原料组成：磷石膏、矿渣粉、水泥窑灰、改性剂。所述的改性剂由氯化钙、木质磺酸钠、膨润土、电石渣粉和干酪素组成。低毒磷石膏基高强人造骨料制备工艺简单易行，采用本发明制备出的骨料的颗粒粒度为5‑25mm，压碎指标满足建筑用碎石标准，可以广泛应用于C30～C60等级混凝土、公路路基材料，成球后的磷石膏基高强人造骨料性能好、毒性低。

技术领域

本发明专利涉及一种低毒磷石膏基高强人造骨料的制备方法，属于工程材料及制备领域。

背景技术

磷石膏是以磷矿为原料在湿法生产磷酸过程中排放的工业废渣，是湿法磷酸生产的副产物。磷石膏主要化学成分是二水石膏还含有少量可溶磷、可溶氟等杂质，堆存会对水和土壤造成环境污染。当前我国磷石膏历史堆存量超过5亿吨，每年新生量在7000吨左右，综合利用率不足40%。将磷石膏制成磷石膏基人造骨料是磷石膏综合利用的新方法，成球后的人造骨料可以广泛应用于公路路基材料、C30～C60等级混凝土等制品，现有的磷石膏基人造骨料制备方法未能考虑成品的压碎指标以及毒性，难以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于充分利用磷石膏颗粒级配和潜在活性特点，采用矿渣、水泥、改性剂等对磷石膏进行活化改性，通过改性剂中核心成分钝化磷石膏中毒性物质活性、降低毒性物质浸出速率和促进胶凝体系结构形成。通过改性、造粒、养护、压碎试验等工艺制备出可以广泛应用于C30～C60等级混凝,的低毒且性能好的磷石膏基人造骨料。

本发明是这样实现上述目的的：

一种低毒磷石膏基高强人造骨料，该混合材料包括如下干重量百分数的原料组成：原状磷石膏为80%~90%，矿渣为5%~10%，水泥窑灰3%~9%，改性剂1%-2%，水占干固体总量18%~23%。

所述的磷石膏为的尾矿库堆积的原状磷石膏，游离磷含量≤6.0mg/L，游离氟离子≤350mg/L，筛分通过率为50%的粒径＜50um。

所述的矿渣比表面积≥700 m²/kg，筛分通过率为50%的粒径＜15 um。所述的水泥窑灰比表面积≥330m²/kg，筛分通过率为50%的粒径＜35um。所述的改性剂由质量分数为25-35%氯化钙、18-25%木质磺酸钠、15-25%膨润土、18-27%电石渣粉和5-15%干酪素通过超声乳化混合后在60℃温度烘干研磨而成。

作为优选方案所述的改性剂由质量分数30%氯化钙、22%木质磺酸钠、18%膨润土、21%电石渣粉和9%干酪素通过超声乳化混合后在60℃温度烘干研磨而成。

磷石膏中的主要成分二水石膏晶体，遇水发生溶解引起局部过饱和并析出晶体，析出的晶体又进一步溶解，形成循环，同时晶体不断长大连生，形成具有一定强度的胶结体。水泥窑灰除了自身水化以外还为矿渣提供水化所需的碱性环境，矿渣在有碱性激发剂的情况下能够生成具有水硬性的物质，磷石膏、矿渣及水泥窑灰在有适量水的情况下在造粒中能够形成具有水硬性的球核，改性剂能加快球核的形成，同时改性剂中氯化钙、膨润土、滑石粉等等又能吸附固定原状磷石膏含有少量的酸、磷等有害物质，球核在离心力、摩擦力及重力的共同作用下相互摩擦，将活性物质表面包裹层擦伤进而露出胶凝活性物质，颗粒表面越来越粗糙，此外摩擦作用产生的温升也促进了活性反应进行。这几种作用的叠加和胶凝活性物质的反应胶凝，提高了混合料密实度、强度和降低了有害物质浸出。

本发明的优点：（1）低毒磷石膏基高强人造骨料制备工艺简单可行、节能环保、易于推广；（2）低毒磷石膏基高强人造骨料性能较好、毒性低；（3）磷石膏利用率高。

具体实施方式

实施例1