一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，是将高铁赤泥、磷石膏、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；将熟料研磨后加水溶出，然后进行固液分离，将分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠粉，将铝酸钠粉、水玻璃、硫酸铝和氧化钙混合后搅拌均匀，得防水填堵专用促凝剂；向分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，将硫化铁焙烧后得氧化铁本发明专利技术具有防水填堵剂用促凝剂生产成本低，性能好，且磷石膏和高铁赤泥处理成本低，附加值高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺
本专利技术涉及一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，属于冶金化工领域。
技术介绍
由于建筑混凝土的收缩性能，在建筑施工过程中，经常容易出现裂缝，导致建筑发生泄漏，为了应对产生的裂缝，经常需要用到填堵剂，填堵剂通常以水泥熟料或者膨润土和粉煤灰等作为主要原料，添加适量纤维材料、活性促凝剂和增粘剂等辅料后制得，同时，为了使填堵剂尽快凝固起到填堵效果，现目前通常需要添加促凝剂。但是，现目前的促凝剂通常选用单一的铝酸钠，而单一的铝酸钠用量大，价格贵，且成分单一，存在促凝剂整体成本高，促凝效果不理想的缺陷。而磷石膏是磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙（CaSO4），我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。高铁赤泥是赤泥种类中的一种，其因为铁含量非常高而得名，其铁含量可以达到30%左右，如广西和云南地区的赤泥，均是铁含量非常高的高铁赤泥。同时，赤泥中普遍存在大量的硅和铝。由于磷石膏和高铁赤泥处理成本高，直接产品附加值低的缺陷，大大影响了磷石膏和高铁赤泥的应用，而如果将磷石膏和高铁赤泥作为主要原料进行反应，通过简单的工艺加工能够提高产品附加值，将会大大降低磷石膏和高铁赤泥的处理成本，同时提高其附加值，为解决磷石膏和高铁赤泥的环境污染问题提供一条新的思路。而现目前，通过磷石膏和高铁赤泥综合制备防水填堵专用促凝剂并联产回收氧化铁的工艺，未见报道。专利技术目的本专利技术的目的在于，提供一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺。本专利技术具有防水填堵剂用促凝剂生产成本低，性能好，且磷石膏和高铁赤泥处理成本低，附加值高的特点。本专利技术的技术方案一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，是将高铁赤泥、磷石膏、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：0.8-1.4混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的添加比例为生料总重量的10-18%；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；将熟料研磨后加水溶出，然后进行固液分离，将分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠粉，将铝酸钠粉、水玻璃、硫酸铝和氧化钙混合后搅拌均匀，得防水填堵专用促凝剂；向分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，将硫化铁焙烧后得氧化铁。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：1.1混合；所述高铁赤泥为高铁拜耳赤泥，其中Fe2O3含量高于20%。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述生料中，改性剂的混合比例为生料总重量的14%。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述添加剂为硫酸钠、碳酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑；焙烧温度为1000-1350℃，焙烧时间为0.5-2小时。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述熟料溶出时的液固体积比为5-7:1。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述硫化物是置于35-50%的富氧环境下，在800-1000℃下焙烧1-5小时。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述防水填堵剂用促凝剂按重量份计，由铝酸钠粉8-12份、水玻璃2-5份、硫酸铝5-7份和氧化钙1-3份组成。前述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，所述防水填堵剂用促凝剂按重量份计，由铝酸钠粉10份、水玻璃4份、硫酸铝6份和氧化钙2份组成。有益效果1、本专利技术通过以磷石膏和高铁赤泥为主要原料，加入适量促凝剂和改性剂后反应焙烧，将得到的熟料水磨溶出后即可制得铝酸钠溶液，将铝酸钠溶液蒸发烘干研磨后的铝酸钠，然后将铝酸钠与其他组份混合后即可制得防水填堵剂用促凝剂，本专利技术防水填堵剂用促凝剂中的主要成分铝酸钠通过以难以处理的废渣磷石膏和高铁赤泥作为主要原料制备，大大降低了防水填堵剂用促凝剂的成产成本。2、根据反应原理，本专利技术焙烧后的熟料水磨溶出后，溶液中的铝酸钠成分纯度高，通过将高纯的铝酸钠与水玻璃、硫酸铝和氧化钙混合，避免了促凝剂成分单一的缺陷，通过各组分间的协同作用，促凝性能更好，且减少了铝酸钠的用量，成本更低。3、本专利技术主要以磷石膏和高铁赤泥两种废渣作为主要原料进行焙烧反应，相较于传统单独处理磷石膏和高铁赤泥的工艺，本专利技术的工艺更加简单，反应物的成本更低，大大降低了磷石膏和高铁赤泥的处理成本。4、本专利技术通过将磷石膏和高铁赤泥作为主要原料，添加改性剂和促凝剂后焙烧使磷石膏中的硫酸钙和高铁赤泥中的Na2O·SiO2·Al2O3·Fe2O3进行重组反映，生成硅酸钙、硫化物和铝酸钠，铝酸钠通过水溶出即可，硫化物焙烧后的烟气可用于制酸，硅酸钙可用于生产硅酸盐水泥，使得磷石膏和高铁赤泥中的有效成分得到了回收提取和应用，大大提高了磷石膏和高铁赤泥的附加值。本专利技术原理的总反应式为：CaSO4（磷石膏）+Na2O·SiO2·Al2O3（高铁赤泥）→Na2O·Al2O3+CaO·SiO2↓+[硫]从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与高铁赤泥中的SiO2生成原硅酸钙（2CaO·SiO2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na2O·Al2O3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为FeS；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到FeS。为进一步证明本专利技术的有益效果，专利技术人做了如下实验：分别取本专利技术实施例1-3制得的防水填堵剂用促凝剂3组，每组15份，分别向每组促凝剂中加入粉煤灰50份、十二烷基苯磺酸钠5份、聚丙烯酰胺4份、长2mm的石棉纤维5份和矿物质油9份进行搅拌，搅拌均匀后分别得到填堵剂，将9组填堵剂分别用于裂缝处，用（堵前渗透率-堵后渗透率）/堵前渗透率=填堵率来计算填堵率，并将结果记录在表1中。同时，检测各组填堵剂的初凝和终凝时间，检测结果见表2。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例实施例1：一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，是将高铁赤泥、磷石膏、硫酸钠和无烟煤混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：0.8混合，硫酸钠添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，无烟煤的添加比例为生料总重量的10%；将生料送入工业回转窑内在1000℃下焙烧2小时，制得熟料；将熟料研磨后按液固体积比为5:1加水溶出，然后进行固液分离，向分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化物（主要为硫化铁），将硫化物置于35%的富氧环境下，在800℃下焙烧5小时后产生的烟气用五氧化二钒催化，然后用浓硫酸吸收后制酸；将分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠粉10份、水玻璃4份、硫酸铝6份和氧化钙2份混合后搅拌均匀，得防水填堵剂用促凝剂。实施例2：一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，是将高铁赤泥、磷石膏、碳酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，其特征在于：是将高铁赤泥、磷石膏、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：0.8‑1.4混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的添加比例为生料总重量的10‑18%；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；将熟料研磨后加水溶出，然后进行固液分离，将分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠粉，将铝酸钠粉、水玻璃、硫酸铝和氧化钙混合后搅拌均匀，得防水填堵专用促凝剂；向分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，将硫化铁焙烧后得氧化铁。

【技术特征摘要】
1.一种制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，其特征在于：是将高铁赤泥、磷石膏、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：0.8-1.4混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的添加比例为生料总重量的10-18%；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；将熟料研磨后加水溶出，然后进行固液分离，将分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠粉，将铝酸钠粉、水玻璃、硫酸铝和氧化钙混合后搅拌均匀，得防水填堵专用促凝剂；向分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，将硫化铁焙烧后得氧化铁。2.根据权利要求1所述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，其特征在于：所述生料中，磷石膏和高铁赤泥按照重量比1：1.1混合；所述高铁赤泥为高铁拜耳赤泥，其中Fe2O3含量高于20%。3.根据权利要求1所述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，其特征在于：所述生料中，改性剂的混合比例为生料总重量的14%。4.根据权利要求1所述的制备防水填堵专用促凝剂联产回收氧化铁的工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，郑凯，王丽远，罗勋，周登凤，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52