一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法   0    0

[0001] 本发明涉及建筑材料领域，确切地说是一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法。

[0002] 磷渣是电炉法制备黄磷时的工业副产品，在黄磷制备过程中，利用焦炭和硅石作为还原剂和成渣剂，使磷矿石中的钙和二氧化硅化合，形成以硅酸钙为主要成分的熔融炉渣，将之排出后，经淬冷成粒，即为粒化电炉磷渣，简称磷渣。主要化学成分为CaO和SiO（2 约占80％以上），同时还含有少量的Al2O3、P2O5和CaF2等成分。每生产1吨黄磷就会排出8 10吨~磷渣。目前，我国磷渣的排放量较大，以现有黄磷生产能力计，磷渣的年排放量达到1500万吨以上，且大部分集中在我国云南、贵州和四川等省区，利用率不高，至今累计堆放量已达
8000万吨。若磷渣任意排放和露天堆放，不仅占用大量土地，而且磷渣中的P2O5及其它有害元素会在雨水的冲淋下渗入地下，造成土壤污染及地下水污染。因此，磷渣的综合利用是当前社会发展急需解决的问题。

[0003] 水泥混凝土作为当前世界上用量最大的建筑材料，工业废渣的消纳与利用是水泥及混凝土产业实现可持续发展的必由之路，同时也为生态环境的改善提供了有效途径。磷渣具有良好的潜在水硬性，能改善水泥混凝土性能。因而，当前关注磷渣在水泥及混凝土中的推广与应用，具有重要的社会和经济意义。但掺磷渣后水泥混凝土的凝结时间延长、早期强度有所降低等问题限制了其在水泥基材料中的广泛应用。

[0004] 目前，人们多从机械粉磨、化学激发、复掺其它矿物掺合料等技术途径来解决此问题。如中国发明专利申请号CN201210484762.4公布了“一种磷渣超微粉的制备方法”，采用机械粉磨提高其活性，但无法有效消除磷渣中P2O5对水泥混凝土性能的不利影响。申请号CN02114132.0公布了“磷渣活化改性剂”，选用选用钙、镁、钡的氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐中的一种或几种配伍，作为沉淀剂，在磷渣中加入沉淀剂，将磷渣中的缓凝组份转化为难溶性沉淀成为填料组份，消除磷渣的缓凝、缓强作用。但会增加实际应用过程中的操作复杂性，另外活化改性剂中的氯化物可能会引起结构混凝土的钢筋锈蚀。申请号CN201210571526.6公布了“一种改性磷渣微粉及其应用”、CN201210207921.6公布了“一种复合磷渣粉的制造方法”和CN201310518173.8公布了“一种磷渣粉活性复合激发剂及其使用方法”，三项专利均选择了硫酸盐作为激发剂，但该物质对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀不利。申请号CN201510108287.4公布了“一种高活性复合磷渣粉的制备方法”，此方法首先对粒化磷渣采用石灰中和预处理1 2天，然后复合硅铝质材料和助磨剂，再机械粉磨。但长时~间石灰中和预处理，不仅会腐蚀磷渣中的玻璃体，降低其潜在胶凝性，而且也增加了制备工艺，增加了经济成本。

[0005] 本发明的目的在于解决现有技术的问题，提供一种磷渣微粉的制备方法。

[0006] 上述目的通过以下方案实现：

[0007] 一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法，其特征在于：将黄磷电炉实时产生的熔融磷渣直接排入掺有功能调节剂的水溶液中进行水淬浸泡处理后，送入电烘干机烘干，然后进入立磨设备进行粉磨，制得磷渣微粉。

[0008] 所述的一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法，其特征在于：所述的功能调节剂水溶液由甲酸钙溶液、氢氧化钙溶液中的一种或二种配伍而成；甲酸钙溶液的浓度控制在1%～5%，氢氧化钙溶液的浓度控制为饱和溶液。

[0009] 所述的一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法，其特征在于：所述水淬浸泡处理的浸泡时间控制在0.5h～3.0h，浸泡温度控制在50℃～95℃。

[0010] 所述的一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法，其特征在于：所述磷渣颗粒在电烘干机中烘干温度范围控制在300℃～400℃，烘干后原料的含水率低于1.0%。

[0011] 所述的一种用于水泥基材料的磷渣微粉制备方法，其特征在于：所得的磷渣微粉的比表面积不小于400m2/kg，筛余量不大于8%。

[0012] 本发明的有益效果为：该方法采用区别于在机械粉磨磷渣过程中添加活化改性剂或活性激发剂等传统方法在于，直接将黄磷电炉实时产生的熔融磷渣排入掺有功能调节剂的水溶液中进行水淬浸泡处理，利用功能调节剂水溶液中的钙离子结合磷渣中引起水泥基材料缓凝的组分，形成难溶性沉淀物；浸泡在功能调节剂水溶液中的磷渣颗粒表面均匀附着上甲酸钙/氢氧化钙，将有助于激发掺有磷渣水泥基材料的早期水化活性。有效解决了掺有磷渣粉水泥基材料的缓凝和早期强度低等问题，简化了制备工艺，提高了磷渣微粉在水泥基材料中的利用率。

[0013] 实施例1，将黄磷电炉实时产生的熔融磷渣直接排入掺有为3%甲酸钙的水溶液中进行水淬浸泡处理2h后（浸泡温度为50℃～95℃），送入电烘干机烘干，然后进入立磨设备进行粉磨，制得比表面积为410m2/kg的磷渣微粉，作为混合材料或掺合料对水泥基材料凝结时间无影响，其3天和28天的活性指数分别为80%和93%。

[0014] 实施例2，将黄磷电炉实时产生的熔融磷渣直接排入掺有为3%甲酸钙的饱和石灰水溶液中进行水淬浸泡处理2h后（浸泡温度为50℃～95℃），送入电烘干机烘干，然后进入立磨设备进行粉磨，制得比表面积为410m2/kg的磷渣微粉，作为混合材料或掺合料对水泥基材料凝结时间无影响，其3天和28天的活性指数分别为83%和95%。