磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法；将磷尾矿煅烧去除有机杂质，研磨煅烧的磷尾矿成粉末；配置酸稀释液，搅拌均匀，缓慢加入煅烧的磷尾矿粉末，升温搅拌直至粉末全部溶解，得到棕褐色乳浊液；抽滤、洗涤得到棕黄色酸浸磷尾矿废渣、淡黄色滤液；所得酸浸磷尾矿废渣、电石渣、铝矾土按比例混合，置于振动磨中粉磨至细度≤75μm，压制成形在1150℃～1280℃下煅烧1h～2h，放置液氮中急速冷却，再次粉磨后掺入外加剂，得到贝利特

【技术实现步骤摘要】
磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法


[0001]本专利技术属于建筑工程材料
，具体涉及一种磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法。

技术介绍

[0002]贝利特
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硫铝酸盐水泥是一种新型低碳水泥，性能上克服了传统硅酸盐水泥的早期强度差、不耐侵蚀等问题，同时也克服了硫铝酸盐水泥的膨胀性、强度倒缩等问题，贝利特
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硫铝酸盐水泥是一种性能优良、附加值高的无机胶凝材料，具有凝结快、强度高、低温性能优异、微膨胀、低收缩性，非常适用于海工混凝土、裂缝修复、冬季快速施工等特殊工程领域。贝利特
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硫铝酸盐水泥的矿物组成以硫铝酸钙(3CaO
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3Al2O3·
CaSO4，C4A3S)、硅酸二钙(2CaO
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SiO2，C2S)、硫硅酸钙(2CaO
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SiO2·
CaSO4，C5S2S)和铁铝酸四钙(4CaO
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Al2O3·
Fe2O3，C4AF)为主。贝利特
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硫铝酸盐水泥的煅烧工艺低于普通硅酸盐水泥(通常在1450℃)，熟料的易磨性好，能耗更低。因此，贝利特
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硫铝酸盐水泥具有广阔的应用前景，受到世界各国材料工作者的高度重视。
[0003]磷尾矿是由高品位磷矿、中低品位胶磷矿在浮选富集过程中的含磷较低杂质矿物较多的产物，目前磷尾矿的处置技术尚不成熟，露天堆积极容易造成环境污染，资源浪费，因此亟待解决对磷尾矿的资源化处置。电石渣是由电石水解获取乙炔后产生的废渣，含有丰富的Ca(OH)2。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于结合磷尾矿废渣和电石渣两种废渣的特点，寻求一种综合资源化利用方法，提高酸浸磷尾矿废渣和电石渣利用率低、破坏环境等问题。
[0005]为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0006]磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法，包括以下步骤：
[0007](1)将磷尾矿煅烧去除有机杂质，研磨煅烧的磷尾矿成粉末；
[0008](2)配置酸稀释液，搅拌均匀，缓慢加入煅烧的磷尾矿粉末，升温搅拌直至粉末全部溶解，得到棕褐色乳浊液；抽滤、洗涤得到棕黄色酸浸磷尾矿废渣、淡黄色滤液；
[0009](3)所得酸浸磷尾矿废渣、电石渣、铝矾土按比例混合，置于振动磨中粉磨至细度≤75μm，压制成形在1150℃～1280℃下煅烧1h～2h，放置液氮中急速冷却，再次粉磨后掺入外加剂，得到贝利特
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硫铝酸盐水泥。
[0010]按上述方案，步骤1)中煅烧温度、煅烧时间分别为500℃～800℃、0.5h～2h；粉末细度达到200～300目。
[0011]按上述方案，步骤2)中酸稀释液的浓度为1mol/L～10mol/L；酸的种类为盐酸、硫酸、硝酸、有机膦酸的一种或混合。
[0012]按上述方案，步骤2)中升温搅拌温度为50℃～80℃，时间为0.5h～2h。
[0013]按上述方案，步骤2)所得淡黄色滤液进一步制备阻燃剂或水滑石。
[0014]按上述方案，步骤3)中酸浸磷尾矿废渣、电石渣、铝矾土按质量百分比为：
[0015]酸浸磷尾矿废渣15～40wt％，电石渣为30～60wt％，铝矾土为10～30wt％。
[0016]按上述方案，步骤3)中的外加剂为二水石膏、半水石膏、磷石膏、硬石膏的一种或几种，外加剂的加入量为5～20wt％。
[0017]磷尾矿的矿物组成包括CaCO3、CaSO4、MgCO3、SiO2等，其中的CaCO3、CaSO4、SiO2矿物适用于贝利特
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硫铝酸盐水泥的制备，同时CaCO3、MgCO3适用于钙镁铝层状氢氧化物的合成。本专利技术酸浸处理后的磷尾矿大量的Mg离子与部分Ca离子溶解，滤液部分适用于钙镁铝层状氢氧化物的合成，剩余的滤渣具有高纯度的CaSO4、SiO2，非常适用于贝利特
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硫铝酸盐水泥的制备，磷尾矿得到有效的资源化处置。
[0018]电石渣是由电石水解获取乙炔后产生的废渣，含有丰富的Ca(OH)2，作为水泥的钙质原料不仅减少石灰石自然资源的利用，同时减少了CO2的排放，极大的保护自然环境，而且减少电石渣堆积造成的环境污染。
[0019]磷尾矿、电石渣作为工业废渣，露天堆放是一种资源的浪费，破坏环境，因此亟待一种合理的处置方式去解决工业废渣乱堆砌的问题。为了将磷尾矿各组分进行最大化的资源化利用，在生产钙镁铝层状氢氧化物同时，将电石渣作为钙原料补充剂，不仅可以解决磷尾矿、电石渣的乱堆砌问题，同时生产出高品位、高质量的贝利特
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硫铝酸盐水泥，具有非常广阔的应用前景。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0021]用酸浸磷尾矿废渣、电石渣为主要原料制备贝利特
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硫铝酸盐水泥，能够对酸浸磷尾矿废渣和电石渣中的各种化学成分进行充分、高效的的利用，克服硫铝酸盐水泥(贝利特
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硫铝酸盐水泥)生产对天然石膏和石灰石的严重依赖，制备工艺简单，原料利用率高，制备的硫铝酸盐水泥的抗压强度、抗折强度高，环境友好，具有较好的环境效益和经济效益。
[0022]本专利技术所制备的贝利特
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硫铝酸盐水泥经过强度测试，3天抗压强度可达34.64MPa，抗折强度可达9.7MPa，28天抗压强度可达48.7MPa，抗折强度可达10.1MPa。
附图说明
[0023]图1：实施例1所得酸浸磷尾矿废渣的X射线衍射图谱。
[0024]图2：实施例1所得水泥熟料的X射线衍射图谱。
具体实施方式
[0025]以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。
[0026]以下实施例所用磷尾矿产自湖北省鄂中生态有限公司，其CaCO3、CaSO4、MgCO3、SiO2含量分别为20％～40％，15％～25％，25％～35％，5％～10％。
[0027]实施例1：
[0028]1)称取50g磷尾矿，置于马弗炉中在700℃下煅烧1.5小时，去除有机杂质后，粉磨细度达到200～300目；
[0029]2)将100ml含量为36％～38％的盐酸与等体积纯净水混合加入到搅拌反应器中，开动搅拌，升温至60℃，缓慢加入步骤1)中经除杂的磷尾矿粉末，搅拌，酸解反应2.5小时后到棕褐色乳浊液；抽滤、洗涤、烘干得到酸浸磷尾矿废渣，其X射线衍射图谱如图1所示；抽滤
所得滤液用于制备阻燃剂或水滑石；
[0030]3)将所得酸浸磷尾矿废渣、电石渣、铝矾土按照质量百分数35wt％、50wt％、15wt％混合；置于振动磨磨粉，细度达到75μm以下；
[0031]4)将粉末压制成型，放置在马弗炉中，煅烧温度1200℃，煅烧时间为1.5小时得到煅烧熟料，将煅烧熟料置于液氮极冷，得到水泥熟料，其X射线衍射图谱如图2所示；
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将磷尾矿煅烧去除有机杂质，研磨煅烧的磷尾矿成粉末；(2)配置酸稀释液，搅拌均匀，缓慢加入煅烧的磷尾矿粉末，升温搅拌直至粉末全部溶解，得到棕褐色乳浊液；抽滤、洗涤得到棕黄色酸浸磷尾矿废渣、淡黄色滤液；(3)所得酸浸磷尾矿废渣、电石渣、铝矾土按比例混合，置于振动磨中粉磨至细度≤75μm，压制成形在1150℃～1280℃下煅烧1h～2h，放置液氮中急速冷却，再次粉磨后掺入外加剂，得到贝利特
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硫铝酸盐水泥。2.如权利要求1所述磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法，其特征在于步骤1)中煅烧温度、煅烧时间分别为500℃～800℃、0.5h～2h；粉末细度达到200～300目。3.如权利要求1所述磷尾矿废渣和电石渣的综合资源化利用方法，其特征在于步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全涛，陈帅超，吴汉军，张登峰，吴少鹏，陈美祝，谢君，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：