專利名稱：磷石膏水泥緩凝劑及制備方法
技術領域：
本發明涉及再生資源綜合利用技術領域，尤其是一種磷石膏水泥緩凝劑及制備方法。
背景技術：
磷石膏是磷化工企業生產過程中排放的工業廢渣，隨著磷化工工業的飛速發展，我國每年由磷化工企業排出的磷石膏達5000萬噸，而磷石膏資源的利用率卻不到20%。在對磷石膏的綜合處理利用中，用其制作成水泥緩凝劑以代替天然石膏進行生產是當前磷石膏的主要利用途徑之一，它有利于工業廢渣綜合處理利用，減少廢渣堆放占用土地，保護環境，降低水泥生產企業成本，經濟效益和社會效益都十分顯著。
目前，國內水泥緩凝劑生產均自化工廠原料堆放取料，完成兩次或三次裝卸后原料才進緩凝劑生產線，增加了化工企業的排放費用；在緩凝劑生產過程中，也沒有重視可用硫的回收利用，形成資源浪費；有煅燒工序的采用順向煅燒烘干，烘干時間過長且無余熱利用程序，自然烘干制備方法對磷石膏的利用率不高。盡管也出現了一些改進方法(如中國專利申請99116529. 2,201010204570. 4、200810046201. X)，然而這些公開的磷石膏水泥緩凝劑的制備方法仍然存在上述缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種節約能源、成本低廉、高效優質的磷石膏水泥緩凝劑及制備方法，以實現充分利用磷石膏原料，既保護環境又可發展低碳循環經濟的目的。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案磷石膏水泥緩凝劑，由以下重量百分比的原料制成磷石膏90 95%、堿性增鈣質2 5%、改性劑O. 5 2%。強度2. 8mpa以上，成球率95%以上，SO3含量彡45%，附著水彡8 %，結晶水彡14%，酸不溶物< 3%，二水硫酸鈣含量彡95%。磷石膏直接取自化工企業的排渣口 ；堿性增鈣質是石灰、糖廠排放的糖渣、發電廠排放的電石渣或造紙廠排放的增鈣堿渣，其內含的CaO可與S042_反應形成CaSO4，增強磷石膏的品位，同時減少對生產中各類設備、容器的腐蝕；改性劑是Na2SO4或BaSO4尾礦，微量改性劑可增加磷石膏的活性和溶解度，增加水泥強度，對后續水泥商品混凝土與各類減水劑、泵送劑等外加劑的兼容性起促進作用。化工企業是磷酸、磷肥或合成洗滌劑生產企業。上述磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，主要包括以下步驟直接將化工企業磷酸反應后排放端口排出的磷石膏渣漿接入30目振動篩，同時以化工企業的工業廢水沖洗磷石膏渣，篩去約10%礦物雜質、不溶性雜質，然后加入2 3%堿性增鈣質調節pH值至中性；混合漿液經轉盤過濾，濾水重回磷回收裝置回收制取有效磷；濾渣水份控制在15%以下，入原料庫鈣化2 3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4' SO42-等游離酸消解形成不溶物；再入回轉烘干機130°C逆流煅燒烘干，烘干至內含5. 5%結晶水、半水石膏達40%以上；烘干料進入成球盤時，再沖入I 2%堿性增鈣質調節pH值至10左右，同時加入O. 5 2%改性劑,用80°C余熱水噴淋成球,造粒,入庫存放3天即得改性增強磷石膏球(水泥緩凝劑)產品。工業廢水來自化肥廠磷礦球磨或磷酸水洗工藝產生的廢水。 余熱水來自回轉烘干機沸騰爐的換熱水。本發明直接從化工企業排放端口接入原料進入生產線，利用磷石膏渣進行改性生產處理，避免磷石膏的排堆過存及對環境的污染，最大限度地實現了充分利用磷石膏原料。該方法通過篩選、過濾、鈣化、逆流煅燒烘干、成球造粒，采用工業廢棄的堿性增鈣質，對廢渣磷石膏進行兩次改性，并運用逆流煅燒烘干技術降低了能源消耗，成球盤造粒產品水份少(<8%)、儲存時間短(3天左右)，獲得了改性增強磷石膏球產品，實現有效磷的再回收利用，提高了磷石膏利用率，為企業節約了生產成本，為社會節約了能源、資源，達到保護環境又發展低碳循環經濟的目的。檢測表明，該產品用于水泥生產各項性能優于天然石膏，利 廢環保，極大地減少了化工企業排放處理的費用，又大幅提高了水泥生產企業的經濟效益。
圖I是本發明磷石膏水泥緩凝劑制備方法的工藝流程圖。
具體實施例方式圖I顯示了本發明磷石膏水泥緩凝劑制備方法的工藝流程，其中磷石膏取自化工企業工藝流程末端的排放端口，以下結合實施例進一步說明本發明。實施例I原料來源磷石膏渣(占總重的95%)—廣西鹿寨化肥有限公司生產排放端口。堿質增鈣質(占總重的4%)—周邊石灰廠石灰石漿液。改性劑(占總重的1%) -Na2SO4尾礦。工業廢水一某化肥廠磷礦球磨車間廢水。 余熱水——本工藝中回轉烘干機沸騰爐的換熱水。工藝流程打開進料閥，開啟30目濾篩，直接將化工企業磷酸反應后排出的磷石膏渣漿接入30目振動篩，同時以工業廢水沖洗磷石膏渣，篩去約10%礦物雜質、不溶性雜質，然后調速定量加入3%堿性增鈣質調節pH值至中性；混合漿液經轉盤過濾，濾水重回磷回收裝置；濾渣水份控制在15%以下，入原料庫鈣化3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游離酸消解形成不溶物；鈣化后礦粉再由皮帶輸送入3X Φ28米回轉烘干機130°C逆流煅燒烘干，烘干至內含5. 5%結晶水、半水石膏達40%以上；烘干料進入2臺X Φ5米成球盤時,通過計量斗再沖入I %堿性增鈣質調節pH值至10，同時加入I %改性劑，用80°C余熱水噴淋成球，造粒，造粒料由皮帶運輸到倉庫，入庫存放3天即得改性增強磷石膏球。實施例2原料來源
磷石膏渣(占總重的95%)—廣西鹿寨化肥有限公司生產排放端口。堿質增鈣質(占總重的3. 5%)——廣西柳州化工廠燒堿生產排放的電石渣。改性劑(占總重的I · 5 % )——BaSO4尾礦。工業廢水一某化肥廠磷礦球磨車間廢水。余熱水——本工藝中 回轉烘干機沸騰爐的換熱水。工藝流程打開進料閥，開啟30目濾篩，直接將化工企業磷酸反應后排出的磷石膏渣漿接入30目振動篩，同時以工業廢水沖洗磷石膏渣，篩去約10%礦物雜質、不溶性雜質，然后調速定量加入2%堿性增鈣質調節pH值至中性；混合漿液經轉盤過濾，濾水重回磷回收裝置；濾渣水份控制在15%以下，入原料庫鈣化2天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游離酸消解形成不溶物；鈣化后礦粉再由皮帶輸送入3X Φ28米回轉烘干機130°C逆流煅燒烘干，烘干至內含5. 5%結晶水、半水石膏達40%以上；烘干料進入2臺X Φ5米成球盤時,通過計量斗再沖入I. 5%堿性增鈣質調節pH值至10，同時加入I. 5%改性劑，用80°C余熱水噴淋成球,造粒,造粒料由皮帶運輸到倉庫,入庫存放3天即得改性增強磷石膏球。實施例3原料來源磷石膏渣(占總重的93%)—廣西鹿寨化肥有限公司生產排放端口。堿質增鈣質(占總重的5% )—廣西鳳糖紙業增鈣堿渣。改性劑(占總重的2 % ) -Na2SO4尾礦。工業廢水一某化肥廠磷礦球磨車間廢水。余熱水——本工藝中回轉烘干機沸騰爐的換熱水。工藝流程打開進料閥，開啟30目濾篩，直接將化工企業磷酸反應后排出的磷石膏渣漿接入30目振動篩，同時以工業廢水沖洗磷石膏渣，篩去約10%礦物雜質、不溶性雜質，然后調速定量加入3%堿性增鈣質調節pH值至中性；混合漿液經轉盤過濾，濾水重回磷回收裝置；濾渣水份控制在15%以下，入原料庫鈣化3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3PO4, H2PO4'SO42-等游離酸消解形成不溶物；鈣化后礦粉再由皮帶輸送入3X Φ28米回轉烘干機130°C逆流煅燒烘干，烘干至內含5. 5%結晶水、半水石膏達40%以上；烘干料進入2臺X Φ5米成球盤時,通過計量斗再沖入2%堿性增鈣質調節pH值至10，同時加入2%改性劑，用80°C余熱水噴淋成球，造粒，造粒料由皮帶運輸到倉庫，入庫存放3天即得改性增強磷石膏球。經檢測，實施例I至3的改性增強磷石膏球(水泥緩凝劑)產品強度2. Smpa以上，成球率95%以上，SO3含量彡45%，附著水< 8%，結晶水彡14%，酸不溶物< 3%，二水硫酸鈣含量> 95%，其中化學成分見表I。表I實施例I至3的改性增強磷石膏球化學成分及性能
權利要求
1.一種磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于由以下重量百分比的原料制成磷石膏90 95 %、堿性增鈣質2 5 %、改性劑0. 5 2 %。
2.根據權利要求I所述的磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于強度2.Smpa以上，成球率95 %以上，SO3含量彡45 %，附著水< 8 %，結晶水彡14%，酸不溶物< 3 %，二水硫酸鈣含量彡 95%。
3.根據權利要求I所述的磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于所述磷石膏直接取自化工企業的排渣口，所述堿性增鈣質是石灰、糖廠排放的糖渣、發電廠排放的電石渣或造紙廠排放的增鈣堿渣，所述改性劑是Na2SO4或BaSO4尾礦。
4.根據權利要求3所述的磷石膏水泥緩凝劑，其特征在于所述化工企業是磷酸、磷肥或合成洗滌劑生產企業。
5.根據權利要求I所述磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于主要包括以下步驟直接將化工企業磷酸反應后排出的磷石膏渣漿接入30目振動篩，同時以化工企業的工業廢水沖洗磷石膏渣，篩去礦物雜質、不溶性雜質，然后加入2 3%堿性增鈣質調節pH值至中性；混合漿液經轉盤過濾，濾水重回磷回收裝置；濾渣水份控制在15%以下，入原料庫鈣化2 3天，使磷石膏渣中的可溶性磷、氟、H3P04、H2P04-、S042_等游離酸消解形成不溶物；再入回轉烘干機130°C逆流煅燒烘干，烘干至內含5. 5%結晶水、半水石膏達40%以上；烘干料進入成球盤時，再沖入I 2%堿性增鈣質調節pH值至10左右，同時加入0. 5 2%改性劑，用80°C余熱水噴淋成球，造粒，入庫存放3天即得。
6.根據權利要求5所述磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述工業廢水來自化肥廠磷礦球磨或磷酸水洗工藝產生的廢水。
7.根據權利要求5所述磷石膏水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于所述余熱水來自回轉烘干機沸騰爐的換熱水。
全文摘要
本發明公開了一種磷石膏水泥緩凝劑及制備方法，該水泥緩凝劑由以下重量百分比的原料磷石膏90～95％、堿性增鈣質2～5％、改性劑0.5～2％，經篩選、過濾、鈣化、逆流煅燒烘干、成球造粒等步驟制成。本發明直接從化工企業排放端口接入原料進入生產線，利用磷石膏渣進行改性生產處理，避免磷石膏的排堆過存及對環境的污染，最大限度地實現了充分利用磷石膏原料，實現有效磷的再回收利用。該產品用于水泥生產各項性能優于天然石膏，利廢環保，極大地減少了化工企業排放處理的費用，又大幅提高了水泥生產企業的經濟效益。
文檔編號B09B3/00GK102731006SQ20121025877
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者劉曉剛, 易偉, 朱中彩 申請人:廣西鹿寨凱浩鹿寶新型建材有限公司