一种惰化磷石膏中杂质的方法技术

本发明专利技术涉及一种惰化应用于商业和工业应用的磷石膏中磷酸盐和／或氟离子自由可溶性杂质的方法。所述磷石膏用氨的烷基、烯基和／或烷醇衍生物单独地或互相组合地进行单独的长时间预处理，或在工艺中与标准成分一起通过喷射、相互掺混或相互研磨对磷石膏进行处理，以形成稳定的氨衍生物的中间磷酸盐和／或氟盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于通过预处理或在生产过程中处理磷石膏，惰化磷石膏 中的磷酸盐和氟化物和/或氟离子可溶性杂质的方法，使磷石膏适合于替 代商业和工业应用的石膏。
技术介绍
主要成分是CaS04*2H20的石膏是水泥的重要和基本组成成分，并 占水泥的4-5%。加入石膏是为了调节存在水的情况下发生的水泥的极端 固化反应(extreme setting reaction )。矿物石膏的击夹乏和高成本，4吏得有 必要寻找和使用比较便宜的替代品，例如磷石膏。这对低利润、原材料 成本非常关键的水泥工业尤其重要。磷石膏是磷酸工业产生的廉价的副 产品。其成本大约是石膏的三分之一至一半。磷石膏主要是CaS04*2H20。 磷石膏不适合用于生产水泥和一些其它商业和工业应用，因为存在如磷 酸盐和氟化物的可溶性杂质和其它可能存在的有机物。当这些杂质超过 最低水平时，严重限制了磷石膏在商业和工业上的使用，尤其是在水泥 生产中的应用，因为当通过水泥体暴露于水中时，其延緩了水泥的固化。 可溶性磷酸盐与水泥熟料中的钓离子反应，形成不溶性磷酸钩，沉淀在 水泥水化孩i粒的表面，从而阻碍水穿透水泥微粒体和与水泥纟殷粒反应。与此类似，磷石膏中氟化物以氟化4丐的形式存在于水化水泥微粒的 富氧化钙区，阻碍了水泥在水存在下的固化。已经使用过几种方法减少磷石膏中的杂质和使其相当于海洋石膏或 矿物石膏。最普遍的工艺是清洗和沥滤。清洗和沥滤工艺繁重，因为要 处理泥浆、清洗和干燥滤饼。另一种已知的处理磷石膏的方法是用石灰 乳[Ca(OH)2],将可溶性杂质转化成不溶性磷酸钓和氟化4丐。在申请号为1335/MUM/2003的专利申请中，申请人描述了用热化学3工艺路线惰化磷石膏中杂质的过程，在该过程中，磷石膏与能够形成不 溶性磷酸盐和挥发性氟化物的反应矿物元素均匀混合物在湿/干基础上以1:100到50:100的重量比准备。根据所用的高温处理技术，混合物在炉中 在150。C至800。C的温度经过5-10秒至50-60分钟高温处理，形成加工后 的磷石膏(。所用的反应矿物元素有例如铝、锰、镁、硅、锶、铁和钡 等。优选的反应矿物有例如明矾、硫酸铝、三水铝矿、《'MJi、高铝水泥、 铝硅酸盐玻璃、铝土矿和含铝粘土，但是这种工艺是高能耗过程。GB1443747号专利描述了 一种磷石膏纯化方法，用压力水清洗磷石 膏微粒，去除自由磷酸和氟杂质，从而减少试剂的消耗。这样获得的石 膏中磷、氟和碳杂质的重量分别小于.01%、 .09%和.01%。用烷芳基磺酸 盐作为浸润剂，以便于从水中分离磷石膏微粒。但是这种沥滤工艺需要 大量的水清洗，而且在石膏晶;f各中的可溶性氟和磷酸盐污染物的水平保 持不变。这种方法尤其不适合水泥工业，因为石膏晶格中存在的可溶性 磷酸盐和氟化物干扰水泥的固化过程。本专利技术描述使用化学物质，即烷基、烯基和烷醇取代的氨衍生物， 包括那些作为工业废物产生的化学物质，惰化磷石膏中的杂质，使其成 为适用的石膏替代品。在水泥生产中，已经与石膏一起使用百分比从0.02%至0.04%、纯度 为95-98%的工业级烷醇取代氨衍生物，以便降低能耗，同时获得要求的 水泥微粒的粒度。添加较高重量百分比的这些取代的氨衍生物成本效益 低，因为所得到的节能利益不能平衡工业级化合物的高成本。本专利技术首 次描述使用烷基、烯基和烷醇取代的氨衍生物，包括那些作为工业废物 产生的化学物质，处理磷石膏，使其适合在许多工业和商业用途中，尤 其是在水泥生产中代替石膏。在水泥工业中，特别适合使用处理的磷石膏。化学处理的磷石膏， 无论是用化学添加剂预处理的，或在生产过程中用这些化学添加剂在水 泥生产时通过相互研磨/相互掺混工艺处理的，在多级水泥中，尤其是在 水泥砂浆和混凝土的固化特性和水泥抗压强度的发育方面，磷石膏的性 能与使用海洋石膏和矿物石膏相同甚至更好。
技术实现思路
在主要方面，本专利技术涉及惰化磷石膏中的磷酸盐和/或氟离子自由可溶性(free soluble)杂质的方法，使其在商业和工业应用中适合于代替天 然石膏。磷石膏用烷基、烯基和/或烷醇^^代的氨衍生物(ammonia derivatives)单独地或互相组合地进行单独预处理，或与工业应用标准成 分一起处理，以形成稳定的烷基、烯基和/或烷醇取代的氨衍生物中间 (intermediary)磷酸盐和/或氟盐。在本专利技术的另一方面，烷基、烯基和烷醇取代的氨衍生物以磷石膏 重量的0.08%至5%的比例添加。烷基、烯基和/或烷醇取代氨衍生物的摩 尔量是下列分子式之一C2H7NO， C4HuN02, C6H15N03, C2H8N2, C4H13N3, C6H18N4， C8H23N5， C6H15NO, CfluNO, C5H13N02, C3H9NO, C9H21N03。本专利技术更重要的方面是使用含有烷基、烯基和烷醇取代氨衍生物的 工业废物。本专利技术的另一方面是在工艺应用中处理的磷石膏被用于生产多级水 泥，其中包括普通波特兰水泥、波特兰火山灰水泥和波特兰炉渣水泥 (Portland Slag Cement )。在水泥生产过程中，磷石膏的生产过程中处理 包括添加烷基、烯基和烷醇取代的氨衍生物，同时磷石膏与标准成分相 互研磨/相互掺混，形成稳定的烷基、烯基和/或烷醇取代氨衍生物的中间 磷酸盐和氟盐。生产水泥的标准成分选自由熟矿料和补充粘结材料，如 炉渣、飞灰、石灰石、偏高呤土等组成的组。本专利技术的最后方面是用本专利技术揭示的工艺处理的磷石膏生产的水 泥，在1至28天水化龄期具有15至75 MPa的抗压强度。同时这样生产 的水泥初凝时间为70至150分钟，终凝时间为150至250分钟。具体实施例方式本专利技术的简要描述如下下面是本专利技术工作原理的简要描述。在主要典型实施方案中，本专利技术涉及一种惰化磷石膏中磷酸盐和/或氟离子可溶性杂质的方法。磷酸工业的副产品磷石膏在工业上，特别是 在水泥生产中可以用作廉价原材料代替海洋石膏或矿物石膏。磷石膏在 包括水泥生产的工业应用之前，通过用化学添加剂，即烷基、烯基和烷 醇取代的氨衍生物的单独使用或这些取代的氨衍生物的混合物对磷石膏 进行预处理，将磷酸盐和氟化物杂质惰化。将前面提到的化学添加剂喷 到磷石膏上，并在延长的时间段内进行处理。另一种方法是在生产过程 相互掺混或相互研磨水泥和粘结料时惰化磷石膏。前面提到的化学添加 剂可以单独使用或互相组合使用。取代的氨衍生物与磷石膏中的磷酸盐 离子反应，形成稳定的离子磷酸盐。类似地，化学添加剂与磷石膏中的 氟化物杂质反应，形成稳定的离子氟化物盐。从而使磷石膏中能在工业 应用中在水化微粒上形成不希望的磷酸钙和氟化钙的可溶性杂质被惰 化，不干扰固化过程。在本专利技术的另一种典型实施方案中，烷基、烯基和烷醇取代的氨衍生物单独或组合以磷石膏重量的0.08%至5%的比例添加。使用的添加剂 比例取决于磷石膏的相对纯度和化学添加剂的相对纯度。当所用的添加 剂是作为工业废料的形式时，则添加剂的比例将取决于这些氨衍生物在 废物中的浓度。所使用的烷基、烯基和/或烷醇取代的氨衍生物都包括在 下列分子式中C2H7NO, C4HnN02, C6H15N03, C2H8N2, C4H13N3， C6H18N4， C8H23N5， C6H1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惰化用于工业应用的磷石膏中磷酸盐和／或氟离子自由可溶性杂质的方法，所述方法用氨的烷基、烯基和／或烷醇衍生物单独地或互相组合地对磷石膏进行长时间预处理，或与在工业应用中使用的一种或多种标准成分一起通过喷射、相互掺混或相互研磨对磷石膏进行在工艺中的处理，以形成稳定的氨衍生物的中间磷酸盐和／或氟盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IN 2006-8-25 1342/MUM/20061. 一种惰化用于工业应用的磷石膏中磷酸盐和/或氟离子自由可溶性杂质的方法，所述方法用氨的烷基、烯基和/或烷醇衍生物单独地或互相组合地对磷石膏进行长时间预处理，或与在工业应用中使用的一种或多种标准成分一起通过喷射、相互掺混或相互研磨对磷石膏进行在工艺中的处理，以形成稳定的氨衍生物的中间磷酸盐和/或氟盐。2. 根据权利要求1所述的方法，其中氨的烷基、烯基和烷醇衍生物 以磷石膏重量0.08%至5%的比例添加。3. 根据权利要求2所述的方法，其中氨的烷基、烯基和/或烷醇衍生 物选自C2H7NO, CtHuNOz, C6H15N03, C2H8N2， C4H13N3, C6H18N4, C8H23N5,...

【专利技术属性】
技术研发人员：施里施阿南特卡迪尔卡，马尼沙瓦桑特卡兰迪卡尔，帕德马纳班拉马林加姆阿尼科德，曾拉迪普戈帕尔莱勒，里纳苏蕾什沃伊蒂，阿沛康德帕塔克，
申请(专利权)人：ACC有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]