專利名稱：免煅燒脫硫石膏·磷石膏,石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)固體廢棄物資源化利用的技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種將火電廠濕法 脫硫所產(chǎn)生的固體廢棄物一脫硫石膏，和磷肥廠生產(chǎn)磷肥所產(chǎn)生的固體廢棄物一磷石 膏，不經(jīng)予處理，通過(guò)免煅燒實(shí)施化學(xué)、物理的反應(yīng)機(jī)理，進(jìn)行改性，制備一種高強(qiáng)、耐水石 膏磚、砌塊。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上火力發(fā)電大國(guó)，每年SO2的排放量2500萬(wàn)噸，為世界第一，國(guó)家采取 了強(qiáng)制性脫硫措施，到2010年，由脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏，達(dá)5000萬(wàn)噸；我國(guó)又是磷肥生產(chǎn)大 國(guó)，年生產(chǎn)量達(dá)到世界第一，到2010年，由生產(chǎn)磷肥產(chǎn)生的固體廢棄物——磷石膏5000萬(wàn) 噸，現(xiàn)存一億噸。這個(gè)數(shù)字是驚人的。普遍采取拋棄法，購(gòu)地堆放、填埋，既增加企業(yè)負(fù)擔(dān)， 又造成二次對(duì)水源、大氣、土地、人畜的污染。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展觀政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，為了解決這一問(wèn)題，業(yè)內(nèi)不少企業(yè)， 包括設(shè)備制造業(yè)、生產(chǎn)加工業(yè)，紛紛沿襲傳統(tǒng)的加工工藝，把原狀的二水脫硫石膏和磷石 膏，投資千萬(wàn)元設(shè)備，進(jìn)行干燥、煅燒、粉磨、變成半水石膏，再加工生產(chǎn)應(yīng)用。帶來(lái)的問(wèn) 題是一是，前期設(shè)備投入大、工藝復(fù)雜；二是，二次耗能、二次污染；三是，產(chǎn)品“強(qiáng)度低，耐 水差”；四是，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，影響使用；五是，成本高、不環(huán)保。在檢索資料中發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種磷石膏復(fù)化磚及其生產(chǎn)方法》公開(kāi) 號(hào)200610020054 X，有以下幾個(gè)問(wèn)題一是原狀的二水磷石膏，須高溫、高壓蒸養(yǎng)，壓力 0. 1-1. 3Mpa，溫度100-25(TC，帶來(lái)二次耗能、二次污染，二是，成型后，再次高壓、高溫蒸養(yǎng)， 壓力為0. 1-1. 3Mpa，溫度100-250°C，時(shí)間5_24h，帶來(lái)第三次耗能、三次污染；三是，成本 高，難以推廣、使用；四是，只區(qū)限于磷石膏加工生產(chǎn)。又檢索出《一種耐水高強(qiáng)石膏基混凝土磚或砌塊及其生產(chǎn)方法》，公開(kāi)號(hào) 200810031154 1，不足之處是原狀二水脫硫石膏、磷石膏利用率太低，與硬石膏各占 50% ；二、因?yàn)槭褂糜彩啵杀咎岣?，缺乏價(jià)格優(yōu)勢(shì)；三是、沒(méi)有濕熱養(yǎng)護(hù)工藝，強(qiáng)度低、 耐水差，很難達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種免煅燒脫硫石膏 磷石膏，石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方 法，該技術(shù)抗壓、抗折強(qiáng)度高、耐水性好、軟化系數(shù)高，抗凍融性好、干燥收縮值低，可以做基 礎(chǔ)、承重墻體。并提供了 一種石膏磚、砌塊的生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供的一種免煅燒脫硫石膏 磷石膏，石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方法，由以 下重量、份額原材料制備原狀二水脫硫石膏或磷石膏60-80%、火山灰活性礦物材料 10-25% ；堿性激發(fā)材料5-15%，促凝材料0. 5-2%、粗骨料=200-300% 0上述石膏磚、砌塊中，所述的原狀二水脫硫石膏或磷石膏，分別為火電廠濕法脫硫所產(chǎn)生的固體廢棄物一脫硫石膏，和磷肥廠生產(chǎn)磷肥所產(chǎn)生的固體廢棄物一磷石膏；所述 的火山灰活性礦物材料為粉煤灰、高爐礦渣微粉；所述的激發(fā)材料為氧化鈣、水泥；所述 的促凝劑硫酸納、甲酸鈣。所述的粗骨料為采石廠瓜片碎石、河沙、粉煤灰渣。上述石膏磚、砌塊，制備方法，其步驟包括①將火山灰活性材料和激發(fā)劑、促凝劑材料，按配比要求，預(yù)先混合粉磨，成干粉 狀，裝袋待用，為核心母料；②加工生產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)將半濕狀(附著水< 10% )原狀二水脫硫石膏或磷石膏，振動(dòng) 過(guò)篩(<2 5mm)，與核心母料、骨料、水同時(shí)混合攪拌(因附著水含量不一，加水量現(xiàn)場(chǎng)因材料 而異，摸出規(guī)律，取出數(shù)據(jù))；③再通過(guò)成型機(jī)、將上述混合料擠壓成型，④成型磚，自然養(yǎng)護(hù)8_24h，再常壓濕熱養(yǎng)護(hù)50-85°C，8-24h ；⑤成品后，外界溫度彡10°C條件下，自然養(yǎng)護(hù)；本發(fā)明公開(kāi)的免煅燒脫硫石膏 磷石膏，石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方法，技術(shù)經(jīng)過(guò)反 復(fù)試驗(yàn)室試驗(yàn)、中試生產(chǎn)，抗壓、抗折，耐水性能、軟化系數(shù)，抗凍融性能均佳。二水脫硫石 膏、磷石膏，屬氣硬性材料，本身沒(méi)有自硬性，也沒(méi)有膠凝性。在添加了活性材料后，加上本 身又屬水硬性材料，在激發(fā)劑、促凝劑和水的作用下，進(jìn)行水化反應(yīng)，生成了鈣礬石(AFt) 和水化硅酸鈣(C-S-H)膠凝。鈣礬石圍繞著二水石膏形成密實(shí)、緊湊、均勻的骨架結(jié)構(gòu)。而 水化硅酸鈣膠凝材料，交叉搭接，充其之中，形成整體。再加上工藝上的濕熱養(yǎng)護(hù)，加快和完 善水化反應(yīng)的進(jìn)程，使之生成有著足夠數(shù)量、晶體形狀合理、結(jié)構(gòu)緊密的水化產(chǎn)物。使強(qiáng)度 和耐水性得到更大提高。材料發(fā)生了質(zhì)的變化，集氣硬性和水硬性優(yōu)勢(shì)于一身。本發(fā)明公開(kāi)的免煅燒脫硫石膏、磷石膏，石膏磚、砌塊的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《混凝土實(shí) 心磚》GB/T21144-2007，MU20的標(biāo)準(zhǔn)要求，即平均抗壓在20Mpa以上，抗凍性能達(dá)標(biāo)，軟化系 數(shù)0.86.本發(fā)明中二水脫硫石膏或磷石膏的最大摻量可以達(dá)到70%，能大量消耗硫、磷石 膏。對(duì)于節(jié)約天然石膏資源、土地資源，減少污染，節(jié)約能源，都具有十分積極的意義。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)--步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明提供的免煅燒脫硫石 r 磷石膏，石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方法，其組份和重量百分比為
原狀二水脫硫石膏或磷石膏60-80%
火山灰活性礦物材料10-25%
堿性激發(fā)劑5-15%
促凝材劑0. 5-2%
粗骨料200-300%
以上所述的原狀二水脫硫石_f、磷石膏，分別為火電廠濕法脫硫，所產(chǎn)生的固體廢棄物——脫硫石膏；和磷肥廠生產(chǎn)磷肥所產(chǎn)生的固體廢棄物——磷石膏；所述火山灰活
性礦物材料為粉煤灰、高爐礦渣微粉；所述的激發(fā)材料為氧化鈣、水泥；所述的促凝劑 為硫酸納、甲酸鈣； 本發(fā)明石膏磚、砌塊可以為實(shí)心磚、空心磚、盲孔磚。為了進(jìn)一步提高磚體的性能，
4須在上述原料中加入粗骨料為采石場(chǎng)的瓜片碎石、河砂、粉煤灰渣；本發(fā)明中制備免煅燒脫硫石膏、磷石膏，石膏磚、砌塊的方法為①將活性礦物材料，激發(fā)劑，促凝劑三大材料，干粉狀進(jìn)行預(yù)先混合粉磨，達(dá)到250 目以上，裝袋待用，為核心母料；②加工生產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)將半濕(附著水< 10% )原狀二水脫硫石膏或磷石膏，振動(dòng)過(guò) 篩(<2 5mm)，與核心母料、骨料、水，同時(shí)混合攪拌。③再通過(guò)成型機(jī)，將上述混合料擠壓成型。
④成型磚，自然養(yǎng)護(hù)(莆^置)8-24h，再常壓濕熱養(yǎng)護(hù)50-85°C，8_24h
⑤成品后，外界溫度彡10°c條件下，自然養(yǎng)護(hù)；
實(shí)施例一
本實(shí)例的原材料配比為
免煅燒二水脫硫石膏80%
高爐礦渣微粉10%
粉煤灰3%
水泥5%
氧化鈣1%
硫酸納1%
河砂100%
石屑150%
其生產(chǎn)方法為
1.預(yù)先將干粉狀高爐礦渣微粉S95、粉煤灰II級(jí)、水泥32. 5和氧化鈣、硫酸納進(jìn)
行混合粉磨或球磨，細(xì)度> 250目以上，增加活性，作為核心母料，裝袋待用；2.為了降低成本，河砂可用粉煤灰渣(等外級(jí))代替；采石場(chǎng)的石屑，若碎屑較 多，可不用河砂或粉煤灰渣，純石屑便可，但一定級(jí)配；3.加工生產(chǎn)時(shí)，將堆放的二水脫硫石膏或磷石膏附著水含量< 10%，通過(guò)振動(dòng)篩 (<2 5mm)。與核心母料、河砂(粉煤灰渣)、石屑共同混合，兌水?dāng)嚢瑁?.因二水脫硫石膏附著水含量不確定，只有現(xiàn)場(chǎng)掌握規(guī)律，確定用水量百分比； 我們的經(jīng)驗(yàn)是，手抓一把緊捏成團(tuán)不散為好。5.上述混合攪拌好的料，進(jìn)入擠壓成型程序，成型。
6.成型產(chǎn)品，靜置8-24h ；
7.然后進(jìn)行溫度為50-85°C，8-24h濕熱養(yǎng)護(hù)，成品。
8.出來(lái)后，堆放外場(chǎng)，溫度> 10°C條件下，自然養(yǎng)護(hù)。
實(shí)施例二
本實(shí)例的原料配比為
原狀二水磷石膏35%
原狀二水脫硫石膏40%
粉煤灰6%
高爐礦渣微粉15%
硅酸鹽水泥2%
氧化鈣硫酸納河砂石屑
2% 0. 6% 100% 150%本發(fā)明的生產(chǎn)方法為將干粉狀的粉煤灰、礦渣微粉、水泥、氧化鈣、硫酸納，預(yù)先混合球磨，裝袋計(jì)量，現(xiàn) 場(chǎng)與半濕(附著水以下)原狀二水硫石膏、磷石膏，經(jīng)振動(dòng)過(guò)篩后，再與河砂，石屑一 起進(jìn)入混合攪拌，擠壓成型，靜置8_24h再濕熱50-85°C，8-24h養(yǎng)護(hù)。自然> 10°C條件下養(yǎng) 護(hù)。實(shí)施例三本實(shí)例的原料配比為原狀二水脫硫石膏 40%原狀二水磷石膏 40%粉煤灰3%礦渣微粉13.5%水泥2%氧化鈣1 %硫酸納0.5%河砂100%石屑150%。
權(quán)利要求
免煅燒脫硫石膏·磷石膏，石膏磚、砌塊及其生產(chǎn)方法，由以下重量份額的原料制備原狀二水脫硫石膏或磷石膏60-80％火山灰活性礦物材料 10-25％激發(fā)材料5-15％促凝材料0.5-2％粗骨料 200-300％
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的免煅燒脫硫石膏或磷石膏，石膏磚、砌塊，其特征在于所述 的免煅燒原狀二水脫硫石膏 磷石膏分別為火電廠濕法脫硫，所產(chǎn)生的固體廢棄物一脫 硫石膏，和磷肥廠生產(chǎn)磷肥所產(chǎn)生的固體廢棄物一磷石膏。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的石膏磚、砌塊，其特征在于所述的火山灰活性礦物材料為 高爐礦渣微粉、粉煤灰；所述的激發(fā)材料為氧化鈣、水泥；所述的促凝材料為硫酸納、甲 酸鈣。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的石膏磚、砌塊，其特征在于所述的粗骨料為采石廠的下角料 碎瓜片、河砂、粉煤灰渣。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述石膏磚、砌塊的制備方法，其步驟包括①將火山灰活性礦物材料和激發(fā)劑、促凝劑材料，按配比要求，預(yù)先混合粉磨，成干粉 狀，裝袋待用。為核心母料。②加工生產(chǎn)時(shí)，再將半濕狀(附著水<10% )原狀二水脫硫石膏或磷石膏，振動(dòng)過(guò)篩 (<2 5mm)，與核心母料、骨料、加水同時(shí)混合攪拌(因附著水含量不一，因此加水量現(xiàn)場(chǎng)因料 而異，摸出規(guī)律，取出數(shù)據(jù))。③通過(guò)成型機(jī)，將上述混合料擠壓成型；④成型磚自然養(yǎng)護(hù)8-24h后，常壓濕熱養(yǎng)護(hù)50-85°C，8-24h⑤成品后外界溫度彡10°C條件下，自然養(yǎng)護(hù)?；鹕交一钚缘V物材料10-25% 5-15% 0. 5-2% 200-300%激發(fā)材料 促凝材料 粗骨料
全文摘要
一種用于電廠或磷肥廠固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域的免煅燒二水脫硫石膏·磷石膏，制備高強(qiáng)、耐水石膏磚、砌塊技術(shù)。各組份及重量百分比為原狀二水脫硫石膏·磷石膏60-80％、火山灰礦物活性材料10-25％、激發(fā)材料5-15％、促凝劑材料0.5-2％、骨料200-300％。制備方法將半濕狀的二水脫硫石膏、磷石膏過(guò)篩，現(xiàn)場(chǎng)與預(yù)先經(jīng)粉磨、干粉狀、混合組成的活性礦物材料、激發(fā)材料、促凝材料的核心母料，及骨料混合，再適當(dāng)加水?dāng)嚢瑁ㄟ^(guò)成型機(jī)成型；經(jīng)過(guò)50-85℃，8-24h常壓濕熱養(yǎng)護(hù)。其強(qiáng)度高、耐水性好、成本低，抗凍融性能好，能作基礎(chǔ)和承重墻體使用。該技術(shù)，能大量消納固體廢棄物，減少了二次能耗、二次污染；投資少，見(jiàn)效快。
文檔編號(hào)C04B24/04GK101830677SQ20091004751
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者馬振義 申請(qǐng)人:上海晉馬建材有限公司