一种利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法，涉及磷化工副产物综合利用技术领域。本方法是以渣场磷石膏为原料，加入转晶剂，低温干法直接制备出α高强石膏，α高强石膏2h湿抗折强度高于8Mpa，3d抗压强度高于50Mpa，达到了JC/T 2038‑2010中α50等级。利用α石膏、土壤、水按照一定比例，加入草籽，混合均匀，喷浆至矿山复垦边坡，在绿化的同时具有很好的护坡作用，且成本较低。α石膏加入后快速形成固化层，防止水分渗漏，具有较好的保水作用，同时α石膏中含有磷、氟、硅等植物营养元素，且加入的转晶剂在土壤中起到一定的肥效作用，通过实验比较，通过添加α石膏固化后生长的植物绿化率高。

A kind of slope protection base material using phosphogypsum and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法
本专利技术涉及磷化工副产物综合利用
，具体涉及一种利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法。
技术介绍
磷石膏的主要成分是二水硫酸钙，是湿法磷酸生产过程中的副产物。近几年我国每年新增堆存的磷石膏近5000万吨，2018年利用率仅达到39.7％，目前堆放总量超3亿吨。随着磷石膏堆存量的逐渐增加，对土地的占用面积要求也越来越大，加之近年来不断被爆出的磷石膏污染等环境问题，国家对磷石膏的利用也越来越重视，相继在磷化工产业发达的地区出台了“以用定产”政策，保证磷石膏的有效利用，减少其对生产、生活环境的污染。目前对于磷石膏的综合利用主要是将其进行再加工用于建筑基材。其中α石膏具有坚硬如石、表面光滑、刮不花、不脱粉、防水、防火、环保、轻质的优点，适合制造各种工艺品，模具，天花，装饰品，石膏线，石膏板，雕塑等等需要超高强度、坚硬、防水、防火、表面光滑、刮不花、不脱粉的高质量石膏制品，是各种石膏制品提高质量、档次、升级换代的上选材料。但α石膏制备工艺多为液相法，如专利CN201110032778.7和CN200710013988.5采用将化学石膏、水充分混合，形成稳定的待反应料浆，并添加转晶剂进行转晶。该方法存在能耗较高，液固分离较难，难以大规模生产。而采用干法工艺的有专利CN201310164930.6将化学石膏粉原料，放入混料机内混合搅拌的同时，将转晶剂磺酸盐与马来酸酐混合水溶液喷洒在其表面，在混合机的搅拌中使其与石膏混匀，混匀后的石膏料装入模具内，经在压力成型机上压制之后，放入蒸养釜内蒸养，蒸养后的石膏块经鼓风干燥炉干燥后粉碎，分级而得到合格的α石膏产品。该方法生产的α石膏湿抗折强度较低，用于边坡防护时添加量大，成本高；同时，生产温度、压力较大、成本高。传统边坡防护多在边坡土壤表面铺设多孔混凝土，并在空隙内填充营养成分与种子，此方法中铺设混凝土施工困难、成本高，基材中的水泥碱度高，不利于植物生长；同时需加入利于种子生长的水分与养料，护养较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法，解决磷石膏再利用的问题，同时制备出一种高强度且利于植物生长的边坡防护基材。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种利用磷石膏的边坡防护基材，其特征在于：由以下重量份的原料制成，α石膏1份，土壤2～6份，水3～7份，草籽0.2～0.5份，其中α石膏由以下步骤制得：1)在磷石膏中加入转晶剂，干法搅拌均匀得到混合物a；2)将混合物a在100～130℃下蒸养30～120min，蒸汽压力为0.1～0.3MP，粉磨后制得α石膏。更进一步的技术方案是所述转晶剂为氯化钙、硫酸钠、氯化钾、琥珀酸钾、磷酸脲、十二烷基硫酸钠中的两种或多种；转晶剂加入量为磷石膏质量的0.2％～1％。更进一步的技术方案是所述基材由α石膏、土壤、水和草籽搅拌均匀后喷浆至边坡后得到。本专利技术还可以是一种利用磷石膏的边坡防护基材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)在磷石膏中加入转晶剂，干法搅拌均匀得到混合物a；2)将混合物a在100～130℃下蒸养30～120min，蒸汽压力为0.1～0.3MP，粉磨后制得α石膏；3)按重量份比例称取α石膏、土壤、水和草籽，将其搅拌均匀后得到混合物b，将混合物b喷射至边坡后；在温度为5～40℃、湿度为70％以上环境下，养护30～40天得到基材；其中α石膏1份，土壤2～6份，水3～7份，草籽0.2～0.5份。更进一步的技术方案是所述土壤均通过50目筛，含水率为21.45％，主要化学组分为SiO254.55％，Al2O37.48％，Fe2O35.87％。土壤颗粒小，不易结块，更容易与α石膏混合均匀，便于草籽生长与附着。含水量适中便于植物生长，同时含有部分利于植物生长营养成分。更进一步的技术方案是所述转晶剂为氯化钙、硫酸钠、氯化钾、琥珀酸钾、磷酸脲、十二烷基硫酸钠中的两种或多种；转晶剂加入量为磷石膏质量的0.2％～1％。更进一步的技术方案是所述草籽为黑毛草草籽。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：提供一种可连续生产的利用磷石膏的边坡防护基材及其制备方法，α石膏制备时二水硫酸钙转变成半水硫酸钙，这是一个吸收能量的过程，随着转化的进行硫酸钙的过饱和度会逐渐降低，加入的转晶剂有效减缓其在Z轴上的生长速度，诱导磷石膏从六方片状晶型转化为六方短柱型，使得到的α石膏强度高。通过低温干法直接制备的α石膏2h湿抗折强度高于8Mpa，3d抗压强度高于50Mpa，达到了JC/T2038-2010中α50等级。将α高强石膏、土壤、水按照一定比例，加入草籽，混合均匀，喷浆至矿山复垦边坡，在护坡的同时绿化了边坡，绿化率达到91％以上。α高强石膏加入后快速形成固化层，防止水分渗漏，具有较好的保水作用。同时α石膏中含有磷、氟、硅等植物营养元素，且加入的转晶剂在土壤中起到一定的肥效作用。通过实验比较，通过添加α石膏后生长的植物在同样条件下长势更好。综上所述本专利技术具有可连续生产、资源利用率高、耗能低、成本低的优点。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1取磷石膏100g，加入0.1g氯化钙，0.1g硫酸钠，于100℃蒸养30min，压力为0.1MPa，粉磨后制备成α石膏。经检测，此α石膏2h湿抗折强度8.1MPa，3d抗压强度52.5MPa。按重量称取1份α石膏，2份土壤，3份水，0.2份草籽，将其混合均匀成浆状后，喷射至边坡上。在温度为5℃、湿度为70％环境下，养护30天，边坡稳定性好，且绿化率达91.3％。实施例2取磷石膏100g，加入0.1g十二烷基硫酸钠，0.2g琥珀酸钾，于110℃蒸养60min，压力为0.15MPa，粉磨后制备成α石膏。经检测，此α石膏2h湿抗折强度8.3MPa，3d抗压强度53.6MPa。按重量称取1份α石膏，3份土壤，4份水，0.3份草籽，将其混合均匀成浆状后，喷射至边坡上。在温度为10℃、湿度为75％环境下，养护32天，边坡稳定性好，且绿化率达91.8％。实施例3取磷石膏100g，加入0.2g氯化钾，0.3g磷酸脲，于120℃蒸养90min，压力为0.2MPa，粉磨后制备成α石膏。经检测，此α石膏2h湿抗折强度8.6MPa，3d抗压强度54.3MPa。按重量称取1份α石膏，4份土壤，5份水，0.4份草籽，将其混合均匀成浆状后，喷射至边坡上。在温度为15℃、湿度为80％环境下，养护34天，边坡稳定性好，且绿化率达92.3％。实施例4取磷石膏100g，加入0.2g氯化钾，0.3g氯化钙，0.5十二烷基硫酸钠，于130℃蒸养120min，压力为0.25MPa，粉磨后制备成α石膏。经检测，此α石膏2h湿抗折强度8.9MPa，3d抗压强度56.1MPa。按重量称取1份α石膏，5份土壤，6份水，0.5份草籽，将其混合均匀成浆状后，喷射至边坡上。在温度为20℃、湿度为85％环境下，养护36天，边坡稳定性好，且绿化率达95.9％。实施例5取磷石膏100g，加入0.1g硫酸钠，0.2g琥珀酸钾，0.3磷酸脲，于105℃蒸养45mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用磷石膏的边坡防护基材，其特征在于：由以下重量份的原料制成，α石膏1份，土壤2～6份，水3～7份，草籽0.2～0.5份，其中α石膏由以下步骤制得：1)在磷石膏中加入转晶剂，干法搅拌均匀得到混合物a；2)将混合物a在100～130℃下蒸养30～120min，蒸汽压力为0.1～0.3MP，粉磨后制得α石膏。

【技术特征摘要】
1.一种利用磷石膏的边坡防护基材，其特征在于：由以下重量份的原料制成，α石膏1份，土壤2～6份，水3～7份，草籽0.2～0.5份，其中α石膏由以下步骤制得：1)在磷石膏中加入转晶剂，干法搅拌均匀得到混合物a；2)将混合物a在100～130℃下蒸养30～120min，蒸汽压力为0.1～0.3MP，粉磨后制得α石膏。2.根据权利要求1所述的一种利用磷石膏的边坡防护基材，其特征在于：所述转晶剂为氯化钙、硫酸钠、氯化钾、琥珀酸钾、磷酸脲、十二烷基硫酸钠中的两种或多种；转晶剂加入量为磷石膏质量的0.2％～1％。3.根据权利要求1所述的一种利用磷石膏的边坡防护基材，其特征在于：所述基材由α石膏、土壤、水和草籽搅拌均匀后喷浆至边坡后得到。4.一种利用磷石膏的边坡防护基材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)在磷石膏中加入转晶剂，干法搅拌均匀得到混合物a；2)将混合物a在100～130℃下蒸养30...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宾宾，龚丽，魏立军，姜威，欧志兵，宗世荣，周琼波，彭桦，王学文，
申请(专利权)人：云南磷化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53