專利名稱：高強磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法
技術領域：
本發(fā)明為制造磷酸時排出的副產物磷石膏的廢物利用，特別是用 磷石膏生產高強磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法。
背景技術：
磷石膏是制造磷酸時排出的副產物，其主要成分是二水石膏
(CaS04 2H20) 64% 70%，磷酸2 5% ，氟(F)約1,5。/。，及其游離水 和不溶性殘渣，是帶酸性的粉狀物。每生產1噸磷酸要排出5噸磷石
據報道，目前世界上磷石膏年排量約為11000 -13000萬噸，其 中只有少量得到了利用。目前只有日本、美國等國家的對石膏利用率 較高。在我國，隨著化學工業(yè)的發(fā)展，磷石膏的排放量不斷增加，目 前已達2000萬噸/年，如四川什邡磷肥廠每年排放磷石膏數百萬噸， 目前已經堆積起五座磷石膏山，總量已達數千萬噸。到目前為止，我 國的磷石膏利用率很低，磷化工廠周圍的磷石膏堆積如山，侵占良田， 污染環(huán)境，造成公害。因此解決磷石膏的大規(guī)模利用已是迫在眉睫的 問題。
目前國內外對磷石膏的利用有如下幾個方面啊1)作為水泥緩 凝劑，因在水泥摻量只有3%以內，且只有少量廠利用，所以用量有 限；2)水泥煅燒礦化劑，用量也有限；3)作為激發(fā)劑激發(fā)高摻量礦渣
3水泥的活性；4)生產紙面石膏板對磷石膏進行水洗，以除去酸性 等雜質，然后煅燒以生產石膏粉，用其生產紙面石膏板等建材產品， 該利用途徑在日本、美國應用廣泛，但該利用途徑的缺點是投資高， 清洗過的廢水需進行處理，增加了生產成本。同時紙面石膏板在我國 認知度不高；5)也嘗試過作為路基材料，但是磷石膏遇水發(fā)漲，將 路面拱起，但與低鈣粉煤灰石灰混合后，該問題可以解決；6)農業(yè)上 用作堿性土壤的改性劑，但目前仍在探索階段。
關于利于磷石膏制作墻體材料也有一些研究報道:采用蒸壓法制 磷石膏可以制磚，在該過程中磷石膏首先脫水形成半水石膏，冷卻后 重結晶形成二水石膏，從而形成強度。但是，由于只使用了磷石膏這 一種原料制磚，而石膏本身抗壓強度并不高，所以所得的標磚的抗壓 強度并不高，只能達到5MPa，遠遠不能滿足國標要求(MU10以上， 即10MPa以上)。貴州省建材科研設計院也對磷石膏生產石膏磚進行 了研究。先將二水磷石膏進行烘干，再將其置于自制炒鍋中進行炒制， 使其生成半水磷石膏。然后摻入適量磷渣和爐渣作為骨料，進行混合 配料，最后低壓下壓制成型，自然養(yǎng)護。加入磷渣和爐渣后，所得磷 石膏磚強度有所增加，為7.6MPa，但是該產品抗凍性不合格，僅適 用于干燥環(huán)境下的非承重內墻['3]。
在國外美國邁阿密(Miami)大學和巴赫萊因(Bahrain)大學的研 究人員用不經脫水處理的磷石膏和砂子、水泥為配料，在高壓82. 7MPa
下制成標準尺寸的磚塊口磚的抗壓強度、開裂系數、吸水性、密度、 耐磨性均符合建筑業(yè)要求。磚的抗壓強度高達38MPa，抗折強度為3.4 3.8MPa。但是要投入工業(yè)生產是不現實的，因為在現階段國內 的壓磚機設備是不能達到成型壓力為每塊磚80MPa的要求的。而且， 即使成型壓力能夠達到要求，能耗勢必增加，成本也隨之提高，經濟 效益不劃算。
在印度研制出的石灰一磷石膏的新型墻磚。先將鍛燒過的磷石 膏、石灰按一定比例干態(tài)下混合后，加入少量水分，充分混合后，進 行研磨。所得拌合物加入磚模具中在振動床上振動密實。成型試件低 壓蒸養(yǎng)后，再自然養(yǎng)護。試件抗壓強度隨著養(yǎng)護時間的變長而增加。 自然養(yǎng)護72天后試件抗壓強度能達到lOMPa。但采用的是鍛燒過的 磷石膏，投資變大，養(yǎng)護時間太長，工藝比較復雜。同樣也不能直接 投入工業(yè)化生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種磷石膏用 量大，生產的磚強度高，生產過程簡單，成本低的高強磷石膏墻體材 料及采用該材料制磚的方法。
本發(fā)明的解決方案是高強磷石膏墻體材料，其特點是包括以下 各組份及質量百分比
磷石膏 50 70%， 粉煤灰 15 25%， 鐵礦渣 10 20%， 生石灰 5 10%。 采用上述高強磷石膏墻體材料制磚的方法，其特點是包括以下步a、 將磷石膏與生石灰預混后再與鐵礦渣和粉煤灰混合均勻；
b、 按水膠比0. 2 0. 35比例加水混勻；
c、 將b的混合料在壓磚機中壓制成型；
d、 將成型塊在蒸壓釜中120 140。C壓蒸4 7小時。 本發(fā)明的解決方案中，磷石膏與生石灰預先混合，中和其酸性，
使其呈堿性。在蒸壓過程中磷石膏首先脫水形成半水石膏，冷卻后重 結晶形成二水石膏，除了在膠凝材料體系中起到微集料作用外，本身 可產i一定的強度。粉煤灰、鐵礦渣、石灰蒸壓過程中將發(fā)生水化反 應，產生大量的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣，從而達到增強磚的強度。 本發(fā)明的解決方案中，鐵礦渣采用細度為表面積300 400 m7kg， 其效果最好。
本發(fā)明的優(yōu)點
a、 磷石膏在墻體材料中含量為50 70%，磷石膏用量大，有助于 解決磷石膏的排放和環(huán)境污染問題。
b、 本發(fā)明材料具有容重低，保溫性能好的優(yōu)點。
c、 采用本生產方法制磚強度高，實心磚強度高于MU15，空心砌 塊強度高于MUIO。
d、 生產過程簡單，成本較低。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例的高強磷石膏墻體材料，各組份質量百分比為 磷石膏 50%，粉煤灰 25%，
鐵礦渣 17%。
生石灰 8%。 其中鐵礦渣細度為表面積300 400 nf/kg。 用上述實施例材料制磚的生產方法按以下步驟進行
a、 將磷石膏與生石灰預混后再與鐵礦渣和粉煤灰在混料機中混 合均勻；
b、 按水膠比0. 25比例加水混勻；
c、 將B的混合料在壓磚機中壓制成型；
d、 將成型塊在蒸壓釜中13(TC壓蒸6小時。 本實施例制得的實心磚強度大于MU15，空心砌塊強度大于MUIO。
權利要求
1、一種高強磷石膏墻體材料，其特征在于包括以下各組份及質量百分比磷石膏 50～70％，粉煤灰 15～25％，鐵礦渣 10～20％，生石灰 5～10％。
2、 根據權利要求1所述的高強磷石膏墻體材料，其特征在于鐵 礦渣細度為表面積300 400 m7kg。
3、 根據權利要求1所述的高強磷石膏墻體材料，其特征在于各 組份的質量百分比為磷石膏 50%， 粉煤灰 25%， 鐵礦渣 17%， 生石灰 8%。
4、 一種采用權利要求1所述的高強磷石膏墻體材料制磚的方法， 其特征在于包括以下步驟-a、 將磷石膏與生石灰預混后再于鐵礦渣和粉煤灰混合均勻；b、 按水膠比0. 2 0. 35比例加水混勻；c、 將b的混合料在壓磚機中壓制成型；d、 將成型塊在蒸壓釜中120 14(TC壓蒸4 7小時。
全文摘要
本發(fā)明為一種利用工業(yè)廢磷石膏生產高強磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法，磷石膏墻體材料各組份為磷石膏50～70％，粉煤灰15～25％，鐵礦渣10～20％，生石灰5～10％。其制磚的生產方法是將將磷石膏與生石灰預混后再與鐵礦渣和粉煤灰混合均勻，按水膠比0.2～0.35比例加水混勻，壓磚機中壓制成型，放入蒸壓釜中120～140℃壓蒸4～7小時。本發(fā)明磷石膏用量大，有助于解決磷石膏的排放和環(huán)境污染問題，所制的磚強度高，實心磚高于MU15，空心砌塊高于MU10，且生產過程簡單，成本較低。
文檔編號C04B18/08GK101497516SQ20081004531
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權日2008年1月30日
發(fā)明者譚克峰, 陳德玉 申請人:譚克峰