一种利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法技术

本发明专利技术涉及磷石膏综合利用技术领域，提供了一种利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，通过对湿法磷酸工艺控制，产出同时含二水硫酸钙和半水硫酸钙的双晶态磷石膏，双晶态磷石膏再浆洗涤提质后造球，再自然硬化后获得球状缓凝剂。本发明专利技术充分结合行业倡导的绿色低耗能湿法磷酸工艺和半水硫酸钙本身的胶凝作用，在不添加水泥、无需蒸汽养护、无需翻堆条件下获得杂质含量低、流动性好的球状水泥缓凝剂，对磷石膏绿色功能化利用有显著意义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法


[0001]本专利技术属于磷化工固体废弃物综合利用
，具体为一种利用湿法磷酸工艺生产双晶态磷石膏并制备自硬性球状水泥缓凝剂的方。

技术介绍

[0002]二水法磷酸是目前广泛使用的湿法磷酸生产技术，但随着磷化工绿色发展的要求，耗能更低、磷收率更高、产品酸和磷石膏品质更优的半水
‑
二水法湿法磷酸生产技术逐渐被认可，规模上应用逐渐增多，已被列为促进传统产业转型升级的绿色工艺。
[0003]湿法磷酸每生产1吨P2O5将排放约5吨磷石膏，目前已对磷石膏绿色综合利用提出了严格要求。与传统二水法相比，半水
‑
二水法产出的二水磷石膏纯度高、更有利于综合利用，目前主要用于制备建筑石膏粉、石膏砌块、水泥缓凝剂等。
[0004]磷石膏用作水泥缓凝剂得到普遍认可，但因为磷石膏中有害杂质影响性能和粉末磷石膏使用过程不易控制的问题，目前基本都将磷石膏进行预处理后供给水泥加工单位，磷石膏预处理一般采用水洗、石灰或碱性钙质材料中和等工艺，并将磷石膏粉末造球后改善水泥加工过程中使用便利度。
[0005]授权公告号CN 109734344 B介绍用碱性含钙改性剂将半水磷石膏调整为碱性，再通过熟化、翻堆等工序对半水磷石膏进行改性，使半水磷石膏在碱性条件下进行自然转晶为二水石膏用做水泥缓凝剂，因其原料为半水石膏，目前规模化采用的二水法、半水
‑
二水法不能直接产出半水石膏，如先转晶为半水石膏则成本较高。
[0006]申请公布号CN 110395929 A介绍了一种将二水石膏与改性剂干混调整为碱性后，进入造粒机内进行造粒；再将造粒的物料，装入蒸压釜内进行蒸压反应，直至磷石膏转变成半水石膏，出釜后在冷却降温过程中，半水石膏转变成二水石膏成为水泥缓凝剂。造球后蒸汽养护转晶为半水石膏，再吸水转晶为二水石膏，流程较长，且能耗高。
[0007]申请公布号CN 113072318 A中将磷石膏粉、水泥和改良剂混合后造球，再将球通过自然堆放或蒸压处理，最后将球料在水泥浆中进行挂浆制得高强度磷石膏球状缓凝剂。
[0008]本专利技术通过工艺控制获得低杂质双晶态磷石膏，再利用半水硫酸钙本身转晶的胶凝性达到磷石膏球的硬化目标，在低能耗、简单工艺的情况下获得高质量、良好流动性的磷石膏球状缓凝剂。同时，本专利技术解决了授权公告号CN 109734344 B中半水石膏与改性剂干拌混匀效果不佳且反应时间长、直接熟化翻堆存在块状和粉状较多造成成球率低进而影响到缓凝剂流动性的问题，同时本专利技术可与促进磷化工产业转型升级的绿色半水
‑
二水工艺有机结合，解除了对原料的限制。本专利技术相较申请公布号CN 110395929 A省去了蒸汽养护过程，无需两次转晶来提高强度，降低了过程能耗。对比申请公布号CN 110395929 A，本专利技术不需要在过程中两次使用水泥，降低了成本。
[0009]本专利技术充分将湿法磷酸工艺控制与球状缓凝剂制备相结合，成本低，流程短，制备的球状缓凝剂质量稳定、流动性好。本专利技术的利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法已进行工业化应用，且具有较好的推广前景。

技术实现思路

[0010]一种利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，所述方法步骤如下：（1）将湿法磷酸产生的新鲜半水磷石膏干渣和二水磷石膏干渣混合均匀，获得双晶态磷石膏；（2）将步骤（1）的双晶态磷石膏再浆、添加碱性物质调pH、改性后过滤获得净化提质的双晶态磷石膏；（3）将步骤（2）获得的产品造球，再自然养护、硬化后获得球状水泥缓凝剂。
[0011]所述步骤（1）中的双晶态磷石膏中半水硫酸钙含量占5
‑
50%。
[0012]利用半水硫酸钙的转晶胶凝作用达到磷石膏球状的自硬目的，同时利用半水硫酸钙的吸水转晶进一步降低附着水含量，半水硫酸钙含量过低起不到胶凝作用，半水硫酸钙过高则自硬速率太快影响加工工程，双晶态磷石膏中半水硫酸钙含量最佳占比为25%。
[0013]所述步骤（1）中的双晶态磷石膏中水溶性五氧化二磷中的双晶态磷石膏中水溶性五氧化二磷质量分数0.01%
‑
0.30%，水溶性氟质量分数0.01
‑
0.15%，pH值3
‑
6所述步骤（2）中的双晶态磷石膏再浆时料浆固含量10
‑
40%，添加石灰或电石渣控制pH值6
‑
10，按磷石膏干基1
‰‑
10
‰
添加激发剂硫酸铝。
[0014]通过添加石灰或电石渣进一步调整pH值，并固化水洗难以脱出的可溶性磷和氟，优先采用石灰分经消化后加入到磷石膏料浆中。激发剂硫酸铝起到加速固化、硬化的目的，为避免直接添加到干渣中混合不均匀，硫酸铝按磷石膏干基1
‰‑
10
‰
添加至磷石膏料浆中，最适宜添加比例为3
‰‑5‰
，最适宜添加比例为5
‰
。
[0015]所述步骤（2）中经再浆洗涤净化提质后的双晶态磷石膏水溶性五氧化二磷质量分数小于0.1%，水溶性氟小于0.03%％，附着水含量10
‑
15%。
[0016]所述步骤（3）中采用圆盘造粒机一次成球，粒径控制为10
‑
20mm，或10
‑
20mm至少占85%及以上，进一步优选为10
‑
20mm至少占90%及以上。
[0017]所述步骤（3）中自然养护、硬化时间3
‑
5天，期间无需翻堆。
[0018]所述步骤（3）中球状缓凝剂水溶性五氧化二磷质量分数小于0.1%，水溶性氟小于0.03%，附着水小于10%，pH值6.5
‑
9.5，成球率大于90%，粒径10
‑
20mm占比大于90%，压碎值小于20%。
[0019]本专利技术的有益效果在于：(1)在不需要改造半水
‑
二水装置的条件下，通过工艺控制获得优质的双晶态磷石膏，原生性、水洗和轻度改性较使用大量碱性含钙物质更有利于保证磷石膏品质，对在水泥加工中的添加比例和对水泥的质量管控更有利；(2)利用原料性质，采用自硬性工艺，避免人为的转晶过程，能耗低、养护简便，且球状缓凝剂成分更均匀，避免了质量波动；(3)因为取消了干法混料改性过程，避免造球原料的不均匀性，使得造球成球率高、形状规则、强度均一，方便下游使用。
[0020](4)半水石膏水化是的球自硬的同时，吸收了球中附着水，降低球游离水含量。
具体实施方式
[0021]以下进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解
本专利技术，而不构成对其权利的限制。
[0022]实施例1本实施例中将新鲜半水硫酸钙干渣含量4.5%，二水磷石膏干渣95.5%混合，混合后得到的双晶态磷石膏中水溶性五氧化二磷质量分数0.23%，水溶性氟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：（1）将湿法磷酸产生的新鲜半水磷石膏干渣和二水磷石膏干渣混合均匀，获得双晶态磷石膏；（2）将步骤（1）的双晶态磷石膏再浆、添加碱性物质调pH进行改性，再经过滤获得净化提质的双晶态磷石膏；（3）将步骤（2）获得的产品造球，再自然养护、硬化后获得球状水泥缓凝剂。2.根据权利要求1所述的利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的双晶态磷石膏中半水硫酸钙含量占5
‑
50%。3.根据权利要求1所述的利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的双晶态磷石膏中水溶性五氧化二磷质量分数0.01%
‑
0.30%，水溶性氟质量分数0.01
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0.15%，pH值3
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6。4.根据权利要求1所述的利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的双晶态磷石膏再浆时料浆固含量10
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40%。5.根据权利要求1所述的利用双晶态磷石膏制备自硬性球状水泥缓凝剂的方法，其特征在于，所述步骤（2）中添加石灰或电石控制pH值6
‑
10。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：汪凤玲，郑光明，李防，邓光政，孙桦林，付海军，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：