一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用，涉及固废综合利用技术领域。本发明专利技术利用三组对辊装置进行反复挤压塑形制备颗粒骨料，使得混合料中的气泡得以排出，使各物料颗粒紧密接触，从而大大提高了密实度和初始强度，不但可以提高早期的成球率，也可以提高骨料中后期的强度和其它物理力学性能；同时，还大大缩短了高密度磷石膏基骨料的生产周期。而且，本发明专利技术的颗粒骨料由纵、横方向的凹槽塑形完成，凹槽的规格尺寸可调整，使得高密度磷石膏基骨料的颗粒大小易于精准控制，为大规模生产指定规格尺寸的磷石膏基骨料提供了基础。基础。基础。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固废综合利用
，具体涉及一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷石膏是磷化工生产过程中排放的一种副产物，是产生量大、堆存量大、综合利用难度大的一种固废资源。在众多的磷石膏综合利用研发成果中，高掺量磷石膏免烧陶粒以其磷石膏用量大、物理力学性能良好、道路应用前景广阔等优势，例如中国专利CN106431101A、CN109467348A和CN110451864A等公开了磷石膏陶粒的制备方法，为磷石膏免烧陶粒(轻骨料)的研发和推广应用起到了积极的推动作用。
[0003]然而，上述磷石膏陶粒中轻骨料成球采用的方法皆为圆盘成球或圆筒旋转成球装置，主要依靠物料重力作用下，通过小球体的滚动、附着，使小球体逐渐增大，从而形成球状骨料。这个过程中，主要依靠物料的自重而缺乏足够的挤压力，使得磷石膏颗粒之间缺乏紧密接触，导致使得夹杂在物料中的气泡难以排除，形成的磷石膏骨料颗粒由于密实度不高，在早期球体容易破碎，后期强度难以提高，其抗碳化、抗渗出和固化重金属离子等性能也受到影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用，本专利技术制备的磷石膏基骨料密度高、物理力学性能优异。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种高密度磷石膏基骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将干粉料和水混合，得到硬性混合料；所述干粉料包括改性磷石膏、超细矿渣粉、硅酸盐水泥和偏高岭土；
[0008]将所述硬性混合料依次经平滑对辊、纵凹槽对辊和横凹槽对辊进行挤压塑形，得到颗粒骨料；
[0009]将所述颗粒骨料进行养护，得到高密度磷石膏基骨料。
[0010]优选的，以质量百分数计，所述干粉料包括改性磷石膏80～95％，超细矿渣粉2～10％，硅酸盐水泥2～10％，偏高岭土1～5％。
[0011]优选的，所述水与干粉料的质量比为0.15～0.3：1。
[0012]优选的，所述改性磷石膏的制备方法包括以下步骤：将原状磷石膏与生石灰混合后陈化，得到改性改性磷石膏；所述生石灰的质量为原状磷石膏质量的1～5％。
[0013]优选的，所述超细矿渣粉的比表面积>600m2/kg。
[0014]优选的，所述偏高岭土由高岭土矿和/或分选煤矸石经煅烧得到；所述煅烧的温度为650～850℃。
[0015]优选的，所述混合包括依次进行低速混合和高速混合；所述低速混合的转速为100
～200r/min，时间为60～180s；所述高速混合的转速为1000～2000r/min，时间为10～100s。
[0016]优选的，所述平滑对辊、纵凹槽对辊和横凹槽对辊的辊间距独立地为5～25mm。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制得的高密度磷石膏基骨料，所述所述高密度磷石膏基骨料的堆积密度≥900kg/m3，表观密度≥1300kg/m3。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述的高密度磷石膏基骨料作为建筑材料的应用。
[0019]本专利技术针对现有磷石膏骨料密实度不高，物理力学性能不足的问题，采用三组对辊装置进行反复挤压塑形，使硬性混合料中的气泡得以排出，使各物料颗粒紧密接触，从而大大提高了密实度、初始强度和颗粒之间的水化产物粘结效率，不但可以提高早期的成球率，也可以提高骨料中后期的强度和其它物理力学性能，改善磷石膏骨料，尤其是高掺量磷石膏骨料的物理力学性能和耐久性能，同时还大大缩短了高密度磷石膏基骨料的生产周期。传统的圆盘成球法和圆筒旋转成球法难以准确控制骨料的粒径，给后续应用过程中的颗粒级配优化带来不便。而本专利技术的颗粒骨料由纵、横方向的凹槽塑形完成，凹槽的规格尺寸可调整，使得高密度磷石膏基骨料的颗粒大小易于精准控制，为大规模生产指定规格尺寸的磷石膏基骨料提供了基础。本专利技术制备得到的高密度磷石膏基骨料的密实度高、粒径均一、物理力学性能和耐久性能优异，作为建筑材料具有很好的应用前景。而且，本专利技术提供的制备方法操作简单，成本低，生产效率高，适宜工业化生产。
附图说明
[0020]图1为塑形采用的设备示意图，其中，1为平滑对辊，2为纵凹槽对辊，3为横凹槽对辊，4为第一传送带，5为第二传送带，6为第三传送带，7为第四传送带，8为第五传送带；
[0021]图2为平滑对辊结构示意图；
[0022]图3为纵凹槽对辊结构示意图；
[0023]图4为横凹槽对辊结构示意图；
[0024]图5为实施例2制备的高密度磷石膏基骨料的SEM图；
[0025]图6为对比例1制备的磷石膏基骨料的SEM图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种高密度磷石膏基骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将干粉料和水混合，得到硬性混合料；所述干粉料包括改性磷石膏、超细矿渣粉、硅酸盐水泥和偏高岭土；
[0028]将所述硬性混合料依次经平滑对辊、纵凹槽对辊和横凹槽对辊进行挤压塑形，得到颗粒骨料；
[0029]将所述颗粒骨料进行养护，得到高密度磷石膏基骨料。
[0030]如无特殊说明，本专利技术采用的原料均为市售商品。
[0031]本专利技术将干粉料和水混合，得到硬性混合料；所述干粉料包括改性磷石膏、超细矿渣粉、硅酸盐水泥和偏高岭土。
[0032]在本专利技术中，所述改性磷石膏的制备方法优选包括以下步骤：将原状磷石膏与生石灰混合后陈化，得到改性改性磷石膏。本专利技术对于所述原状磷石膏的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的磷化工企业排放的原状磷石膏即可。在本专利技术中，所述生石灰
的质量优选为原状磷石膏质量的1～5％，更优选为1.5～4.5％，进一步优选为2～3％。在本专利技术中，所述陈化的温度优选为室温，所述陈化的时间优选为12～72h，更优选为20～50h。
[0033]在本专利技术中，所述超细矿渣粉的比表面积优选>600m2/kg，更优选为600～700m2/kg。在本专利技术中，所述超细矿渣粉优选由水淬矿渣经粉磨得到。
[0034]在本专利技术中，所述偏高岭土优选由高岭土矿和/或分选煤矸石经煅烧得到；所述煅烧的温度优选为650～850℃，更优选为700～800℃；所述煅烧的时间优选为12～24h，更优选为20～24h，所述偏高岭土以无定形硅铝化合物为主。
[0035]本专利技术对于所述硅酸盐水泥没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的硅酸盐水泥即可，具体如型号包括P.S.A32.5、P.O42.5、P.O42.5R、P.O52.5和P.O52.5R中的一种或几种；所述硅酸盐水泥的作用是提高骨料的强度，同时还能起到碱激发的作用。
[0036]在本专利技术中，以质量百分数计，所述干粉料包括：改性磷石膏优选为80～95％，更优选为85～94％，进一步优选为90～93％；超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将干粉料和水混合，得到硬性混合料；所述干粉料包括改性磷石膏、超细矿渣粉、硅酸盐水泥和偏高岭土；将所述硬性混合料依次经平滑对辊、纵凹槽对辊和横凹槽对辊进行挤压塑形，得到颗粒骨料；将所述颗粒骨料进行养护，得到高密度磷石膏基骨料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分数计，所述干粉料包括改性磷石膏80～95％，超细矿渣粉2～10％，硅酸盐水泥2～10％，偏高岭土1～5％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水与干粉料的质量比为0.15～0.3：1。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述改性磷石膏的制备方法包括以下步骤：将原状磷石膏与生石灰混合后陈化，得到改性改性磷石膏；所述生石灰的质量为原状磷石膏质量的1～5％。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：练久阳，水中和，吴赤球，吕伟，胡彪，刘轩，张彬，
申请(专利权)人：湖北昌耀新材料工程技术研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：