專利名稱：一種改性磷石膏生產建筑石膏的方法
技術領域：
本發明涉及一種改性磷石膏生產建筑石膏的方法，屬于磷化工行業制 備技術領域。二背景技術：
磷復肥是保障國家糧食安全的重要基礎，磷石膏則是磷復肥生產的必然產物，全世界磷石膏的排放量超過2.8億t，我國每年磷石膏的排放量超過2200萬t,但 磷石膏的利用率未超過10%，磷石膏的處理處置及綜合利用已成為一個世界性的難題。磷石膏的堆放不僅占用大量土地，污染環境，而且還給生產企業帶來很大的經濟負擔，磷石 膏能否綜合利用已成為制約磷復肥行業實現可持續發展的關鍵因素之一，也是保證我國糧 食安全的重要因素。其中磷石膏一個最主要的利用方向是改性磷石膏代替天然石膏，廣泛用于生產水泥緩 凝劑、粉刷石膏、刮墻膩子、石膏砂漿、石膏砌塊、紙面石膏板、纖維石膏板、石膏條板、 裝飾石膏板及其它石膏建材制品等。但由于磷石膏中含有一定量的磷酸、有機磷、無機磷、 氟等雜質，直接采用傳統的制取石膏粉的方法即水洗法，雖能制取合格的石膏粉，但會產 生大量的污水，嚴重影響了磷石膏的利用，并對環境造成了嚴重的威脅，甚至會影響當地的水資源。我國利用改性磷石膏代替天然石膏的利用率還不到2%。采用無水洗加煅燒工藝，既可消除磷石膏的二次污染、降低能耗，又有利于節約資源、 保護環境，還可以生產出高質量的改性磷石膏產品。無水石膏經活性材料激發與改性，其 強度與耐水性大大優于建筑石膏，國外大量采用無水石膏，P-半水石膏膠凝材料，以改善 建筑石膏性能。無水煅燒使磷石膏中共晶磷轉化為惰性的焦磷酸鈣，同時有機物揮發，可 消除共晶磷、有機物的有害影響。將磷石膏煅燒成無水石膏，同時除去有機物與共晶磷， 在其活性激發基礎上，用無機活性材料改性，是磷石膏資源化新途徑。在公開號為CN 1394823A中公開了一種利用磷肥廠廢渣磷石膏，同時加以其它廢渣、 廢液為添加劑生產水泥、水泥緩凝劑和水泥增強劑的改性磷石膏及其制備。其主要重量組 成為添加劑(硫酸鋁渣、明礬石、草木灰、膨潤土、礦渣、地開石、造紙廠及堿廠的廢 液廢渣、白泥和海泡石當中的兩種或者幾種)10~30%、磷石膏70~90%。將重理比70 90% 磷石膏和10~30%添加劑混合，堆放在一定溫度下中制得改性磷石膏，如果將30 10(TC悶 熱處理8~48小時的改性磷石膏成型經烘干后成灰水泥緩凝劑，如果將悶熱8~48小時的改 性磷石膏經600~卯0卩高溫煅燒，即可成水泥增強劑。解決磷石膏廢渣、廢液的污染問題。在公開號為CN 1872765A中公開了一種利用磷石膏生產建筑石膏粉的方法。其工藝過 程為將磷石膏廢渣預均堆場后送入連續式高效煅燒窯中煅燒，出窯，在自然條件下陳化 7~15天后磨成100~200目粉即成，上述煅燒窯溫度控制在130~300'C。該發明采用獨特的 煅燒工藝方法，將雜質成分復雜的磷石膏廢渣，處理成廣泛應用于建筑的高性能石膏制品， 該方法擺脫了傳統工藝中將磷石膏水洗后利用的老路子，避免了環境與水的二次污染，節 約水資源，且能夠生產出符合國家標準的石膏粉。在公開號為CN 1389421A中公開了一種改質磷石膏磚及作水泥緩凝劑的應用。本改 質磷石膏磚含80~95%磷石膏，2一5%增強劑，3 10wtM改質劑組分，各組分量之和100wt% 的混合物，經成型、自然干燥制成，該改質磷石膏磚含水量<10^%, S03>35wt%, pH>7， P2O5<0.1wt%。本改質磷石膏磚作為水泥生產的緩凝劑。其使用性能完全達到水泥生產的要 求，可降低水泥生產的成本，并提高水泥性能。在這些磷石膏的利用過程中，煅燒時間較長，煅燒溫度較高，能耗高，對磷石膏的改 性沒有起到很好的效果，不能夠大規模的進行利用。尋找一種高效改性磷石膏的活性材料 和方法是無水洗煅燒改性磷石膏生產建筑石膏利用過程中的一個關鍵技術。如果可以找到 一種高效改性磷石膏的活性材料和方法，則有望解決整個磷化工行業磷石膏堆積如山，污 染環境的問題。經研究發現如果用電石渣、A1203和稀土金屬配合后改性磷石膏可以大大提高改性磷石膏的性能，節約能耗，使磷石膏得到更好的處置與大規模的利用。 三、發明內容本發明的目的是提供一種改性磷石膏生產建筑石膏的方法，原料磷石膏，電石渣經破 碎后與改性劑A1203和稀土金屬制粒，在無水洗煅燒工藝中煅燒改性，使磷石膏的性能改 善，同時使改性全程處理時間縮短能耗降低，產品的性能達到及符合《建材石膏》GB9776-88 優等品要求。本發明按以下步驟完成1、 將原料磷石膏，電石渣以及改性劑Al2O3和稀土金屬分別在95'C 100'C下烘干至水 分質量百分含量小于8%，時間為1.5~2小時；所述原料磷石膏的主要化學成分質量百分比為CaO 26~37%， S02 39~51%, FezC^ 0.08~3.31%， A1203 0.08~2.65%， P205 0.47~1.28%， F 0.05~0.26o/o， Si02 8.20~15.38%，總量 100%;所述電石渣的主要化學成分質量百分比為Ca(OH)2 25.0-52.0%, CaC03 0.21~5.12%, 總鈣12.33~32.32%， 水分35.12~60.60%， MgO 0.10~0.50%， Fe203 0.01~0.10% , A1203 0.20~1.80%，總量100%;所述改性劑A1203是A1203含量》99.9wt。/。的粉未狀Y -A1203，稀 土金屬是稀土金屬含量》99.9wty。的粉未狀產品；2、 將干燥過的磷石膏、電石渣分別磨細至粒度《76um占90。/。以上，得到磷石膏粉料 與電石渣粉料3、 將粉料磷石膏、電石渣、八1203和稀土金屬按重量比為76~88: 5~15: 3~10: 0.5-1.5 比例配合，連續攪拌10~15分鐘，得到均勻混合的粉狀物料，將得到的粉狀物料加熱至 150~200",制成粒度為4~5mm的顆粒物料；4、 將上述得到的顆粒物料送入煅燒窯中煅燒，煅燒窯溫度控制在150 300'C,煅燒時 間控制在20~30min后出窯，得到改性磷石膏，進行產品的性能檢測，符合《建材石膏》 GB9776-88優等品要求。與公知技術相比本發明的主要優點有(1) 在無水洗煅燒工藝的基礎上加入八1203和稀土金屬作為改性劑，由于Al203和稀土金 屬的強活性，降低了煅燒溫度，提高了改性磷石膏性能；(2) 該工藝不對原料做預處理，適合于各種石膏類產品，擺脫了傳統工藝中水洗或陳化后 利用的老路子，避免了二次污染；(3) 該工藝利用磷石膏自身CaS04.2H20含量較高的特點，將其作為石膏資源進行再利用， 生產水泥緩凝劑、石膏磚等建材產品，市場容量巨大，對于解決磷石膏堆存所帶來的占用 土地及污染環境等問題具有實際的意義；(4)使磷石膏資源得到了合理的利用，從循環經濟和可持續發展角度來看，它將為社會帶來巨大的經濟效益、環境效益和社會效益。 四具體實施方式
實施例1:磷石膏主要化學成分質量百分比為CaO 35.36%, S02 47.12%， Fe203 3.01%, A1203 2.05%， P205 1.20%， F 0.06%， Si02 11.20%;電石渣的主要化學成分 質量百分比為Ca(OH)2 45.27%， CaC03 0.5%,總鈣15°/。，水分37.60%， MgO 0.3%， Fe2O30.08% ， A1203 1.25°/。，將該磷石膏、電石渣、A1203、稀土金屬鑭分別在98'C下烘 干2小時，將磷石膏與電石渣進行球磨處理到粒徑小于《76yra占卯。/i以上，將球磨過的磷石膏與電石渣以及購買的粉狀y-Al203、稀土金屬鑭按重量比81: 14: 4: 1比例配合，連續攪拌15分鐘，得到均勻混合的粉狀物料，加熱至200°C，用擠壓造粒機壓成粒度為 4~5mm的顆粒物料，將上述得到的顆粒物料送入煅燒窯中煅燒，煅燒窯溫度控制在 180~200'C,煅燒時間控制在25min后出窯，得到改性磷石膏，進行產品的性能檢測，符 合《建材石膏》GB9776-88優等品要求。實施例2:磷石膏主要化學成分質量百分比為0&0= 37%， SO2=50.17%， Fe203 = 0.1%, AI2O3=0.59%, P2O5 = 1.01%, F=0.01%， Si02=11.12%;電石渣的主要化學成分質量百分比為Ca(OH)2 47.31%， CaC03 1.01%， 總轉14.6%， 水分35.4%, MgO 0.2%, Fe2O3 0.06% ， Al203 1.42%，將該磷石膏、電石渣、A1203、稀土金屬鈰分別在IOO'C下烘 干2小時，將磷石膏與電石渣進行球磨處理到粒徑小于《76um占90"M)以上，將球磨過的 磷石膏與電石渣以及購買的粉狀y-Al203 、稀土金屬鑭按83: 13: 3: 1比例配合，連續攪拌10分鐘，得到均勻混合的粉狀物料，加熱至180'C，用擠壓造粒機壓成粒度為4 5rnrn 的顆粒物料，將上述得到的顆粒物料送入煅燒窯中煅燒，煅燒窯溫度控制在20(K250X:, 煅燒時間控制在30min后出窯，得到改性磷石膏，進行產品的性能檢測，符合《建材石膏》 GB9776-88優等品要求。
權利要求
1. 一種改性磷石膏生產建筑石膏的方法，其特征在于其按以下步驟完成，1)、將原料磷石膏，電石渣以及改性劑Al2O3和稀土金屬分別在95℃～100℃下烘干至水分質量百分含量小于8％；2)、將干燥過的磷石膏、電石渣分別磨細至粒度≤76μm占90％以上，得到磷石膏粉料與電石渣粉料；3)、將粉料磷石膏、電石渣及改性劑Al2O3和稀土金屬按重量比為76～88∶5～15∶3～10∶0.5～1.5比例配合，連續攪拌10～15分鐘，得到均勻混合的粉狀物料，將得到的粉狀物料加熱至150～200℃，制成粒度為4～5mm的顆粒物料；4)、將上述得到的顆粒物料送入煅燒窯中煅燒，煅燒窯溫度控制在150～300℃，煅燒時間控制在20～30min后出窯，得到符合《建材石膏》GB9776-88優等品要求的改性磷石膏。
全文摘要
本發明涉及一種改性磷石膏生產建筑石膏的方法，屬于磷化工制備技術領域。原料磷石膏，電石渣經破碎后與改性劑Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和稀土金屬按重量比為76～88∶5～15∶3～10∶0.5～1.5比例配料，制粒，在無水洗煅燒工藝中煅燒改性，控制溫度為150～300℃，煅燒時間20～30min后出窯，得到改性磷石膏，產品的性能達到及符合《建材石膏》GB9776-88優等品要求。同時改性全程處理時間短，能耗低，磷石膏資源得到了合理的利用，對于解決磷石膏堆存所帶來的占用土地及污染環境等問題具有重要意義。
文檔編號C04B11/26GK101265043SQ20081005832
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月24日 優先權日2008年4月24日
發明者劉天成, 山 卿, 平 寧, 敏 楊, 楊月紅, 馬林轉 申請人:云南民族大學