【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料及其制备和应用，属于建筑材料。
技术介绍
1、磷石膏是生产磷铵过程中产生的一种废料，含有一定有机磷和无机磷残留成分，使得磷石膏呈酸性。按目前的生产工艺，每生产1吨磷铵排出4吨左右的磷石膏。目前，磷石膏、磷矿渣等大量工业固体废弃物利用率低，造成其大量堆积和存放，占用土地资源日趋增多，不仅威胁环境安全，而且易引发滑坡、泥石流等安全事故，造成严重人员伤亡和财产损失。如管控不善，也会随雨水等渗透、流出堆场，对周围土壤、地下水、河流等造成一定污染。如果能将磷石膏改良转化为路基和基层混合料的建筑材料，不仅解决了磷石膏堆放环境问题，同时也能大大减轻工程对水泥和砂石的需求量，具有十分重要的环保意义和社会经济效益。
2、磷石膏中含有超过95％的caso4·2h2o，理论上，磷石膏可以作为水泥、硫酸、建筑石膏的生产原料。用磷石膏制水泥和硫酸，一般需先经脱水成为无水石膏，添加粘土、砂岩、氧化铁、氧化铝等辅助剂，使水泥熟料化学组分达到水泥生产规格的范围，然后用焦炭还原分解并与辅助剂反应形成水泥熟料。辅助剂中的氧化硅、氧化铝、氧化铁能降低硫酸钙的分解温度并加速分解速度，同时进行矿化反应生成硫酸和水泥。这种方法对硫资源的利用来说具有现实意义。目前，研究者对此进行了大量研究工作，但仍然存在许多问题，主要是生产出的水泥强度不足，至今仍没有被国家批准用于建材行业的生产，且成本高，经济效益差。
3、磷石膏中也可替代天然石膏作缓凝剂用于生产水泥，但是磷石膏中的可溶性磷、有机物等杂质会对水泥
4、磷石膏还可用于制备胶凝材料，磷石膏在高温下煅烧，脱去所有结晶水可得到无水石膏，再通过添加各种硫酸盐作促凝剂，可制备出高强无水石膏胶凝活性材料，具有一定的水稳定性但满足不了工程实际需要。
5、磷石膏经处理后与水泥、石灰、矿粉等材料复合，可制备较高强度的胶凝材料。这些材料能耗低，可以利用大量工业废渣。但是石膏类胶凝材料属于气硬性胶凝材料，虽然具有强度发展快、自重轻等特点，但与硅酸盐水泥相比，石膏胶凝材料的强度低、水稳定性差，限制了其在建筑材料中的广泛应用。
6、通常，磷石膏含20％—30％的游离水及20％左右的结晶水，黏度较大，不易输送，经干燥和煅烧处理可脱除其中的水分。800℃左右高温煅烧磷石膏，可将共晶磷转变为惰性的，稳定的难溶性焦磷酸盐，有机物蒸发脱除。经石灰中和800℃高温煅烧制备的ⅱ型无水石膏，其性能与同品位天然石膏制得的无水石膏相当：由于一般的预处理工艺难以除去共晶磷，该工艺是消除共晶磷影响唯一有效的途径，但是煅烧工艺生产成本和能耗相对较高，环境效益和经济效益不佳。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料及其制备和应用，可以有效解决上述问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、一种基于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1，将磷石膏进行除杂干燥处理；
5、s2，加入焦炭粉、硫酸钠和煅烧明矾石，混合均匀，对混合料进行微波辐照；
6、s4，加入硅酸盐水泥熟料、钢渣粉、矿粉和粉煤灰，混合均匀，然后粉碎至380目～480目；
7、s5，加入铝酸钙、生石灰和速溶固体水玻璃，进行混合过磨，即得所述磷石膏基水硬性材料。
8、在一些实施例中，所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，各原料的质量分数为：磷石膏400～800份，焦炭粉1～5份，硫酸钠5～10份，煅烧明矾石2～8份，硅酸盐水泥熟料50～100份，钢渣粉100～300份，矿粉100～300份，粉煤灰80～160份，铝酸钙10～20份，生石灰5～10份，速溶固体水玻璃1～5份。
9、在一些实施例中，所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，各原料的质量分数为：磷石膏500～700份，焦炭粉2～4份，硫酸钠6～8份，煅烧明矾石3～7份，硅酸盐水泥熟料60～90份，钢渣粉150～250份，矿粉150～250份，粉煤灰100～150份，铝酸钙12～15份，生石灰6～8份，速溶固体水玻璃2～4份。
10、在一些实施例中，步骤s1中，所述除杂的步骤为：将磷石膏和水以合适的比例输入到浮选设备，然后搅拌、静置、除去液体表面的悬浮物质，通过分离装置进行固液分离。
11、在一些实施例中，所述微波辐照的微波的频率为300mhz～945ghz，温度140～150℃，时间为20～40min。
12、在一些实施例中，所述焦炭粉为冶金用含碳量＞90％的精炼焦煤磨细粉，细度280目～400目。
13、在一些实施例中，所述钢渣粉为钢厂炼钢时的废渣经热闷后磨细的钢渣，比表面积为400～800m2/kg，目数为380～600目。
14、一种上述的方法制备的磷石膏基水硬性材料。
15、一种上述的磷石膏基水硬性材料在制备建筑材料中的应用。
16、在一些实施例中，所述建筑材料为水泥、混凝土或砂浆。
17、本专利技术的有益效果是：
18、本专利技术采用的是微波-物理-化学复合激发方式，将磷石膏中的可溶性p2o5和fe 2+进行稳定，将其中的有害成分还原成晶体变成无害的稳定材料，并被胶凝剂所包裹磷，制备成石膏基水硬性材料，该材料具有激发活性高、在水中能够稳定凝结硬化，并且硬化后强度大、体积安定性好、水稳定性优良的特点。
19、本专利技术的磷石膏基水硬性材料的制备工艺简单、成本低廉。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，各原料的质量分数为：磷石膏400～800份，焦炭粉1～5份，硫酸钠5～10份，煅烧明矾石2～8份，硅酸盐水泥熟料50～100份，钢渣粉100～300份，矿粉100～300份，粉煤灰80～160份，铝酸钙10～20份，生石灰5～10份，速溶固体水玻璃1～5份。
3.根据权利要求2所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，各原料的质量分数为：磷石膏500～700份，焦炭粉2～4份，硫酸钠6～8份，煅烧明矾石3～7份，硅酸盐水泥熟料60～90份，钢渣粉150～250份，矿粉150～250份，粉煤灰100～150份，铝酸钙12～15份，生石灰6～8份，速溶固体水玻璃2～4份。
4.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述除杂的步骤为：将磷石膏和水以合适的比例输入到浮选设备，然后搅拌、静置、除去液体表面的悬浮物质，通
5.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，所述微波辐照的微波的频率为300MHz～945GHz，功率500W～5kW,温度140～150℃，时间为20～40min。
6.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，所述焦炭粉为冶金用含碳量＞90％的精炼焦煤磨细粉，细度280目～400目。
7.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，所述钢渣粉为钢厂炼钢时的废渣经热闷后磨细的钢渣，比表面积为400～800m2/kg，目数为380～600目。
8.一种权利要求1至7任一项所述的方法制备的磷石膏基水硬性材料。
9.一种权利要求8所述的磷石膏基水硬性材料在制备建筑材料中的应用。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述建筑材料为水泥、混凝土或砂浆。
...【技术特征摘要】
1.一种基于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，各原料的质量分数为：磷石膏400～800份，焦炭粉1～5份，硫酸钠5～10份，煅烧明矾石2～8份，硅酸盐水泥熟料50～100份，钢渣粉100～300份，矿粉100～300份，粉煤灰80～160份，铝酸钙10～20份，生石灰5～10份，速溶固体水玻璃1～5份。
3.根据权利要求2所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，各原料的质量分数为：磷石膏500～700份，焦炭粉2～4份，硫酸钠6～8份，煅烧明矾石3～7份，硅酸盐水泥熟料60～90份，钢渣粉150～250份，矿粉150～250份，粉煤灰100～150份，铝酸钙12～15份，生石灰6～8份，速溶固体水玻璃2～4份。
4.根据权利要求1所述的于微波化学复合的磷石膏基水硬性材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述除杂的步骤为：将磷石膏和水以合适...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，吴昊，郭旭东，袁航，钟晋，李世华，杨雪娇，崔志才，
申请(专利权)人：云南云天化环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。