磷石膏粉煤灰石灰固结材料的研究
粉煤灰与磷石膏的资源化
粉煤灰与磷石膏的资源化摘要通过本文,介绍粉煤灰与磷石膏的主要来源,危害,特性等,从而达到更好的综合利用两种材料的目的关键词粉煤灰;资源化处理;磷石膏;资源化处理1粉煤灰资源化处理1.1粉煤灰的来源粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质的混合材料, 主要是燃煤电厂、冶炼、化工等行业排放的固体废物。
燃煤电厂将煤磨成100um 以下的煤粉,用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧,产生的高温烟气经收尘装置捕集而得到粉煤灰(或称飞灰)。
少数煤粉燃烧时因碰撞而黏结,成块沉积于炉底成为底灰[ 1]。
1.2粉煤灰的危害粉煤灰的大量堆放,对环境有着极大的危害,大致分为以下四种:(一)土壤危害:粉煤灰的大量堆放,占用大量土地,还对土壤造成严重污染。
每1万吨粉煤灰贮存将占地1334m2,到目前为止全国占地已约 60 万亩,造成土地资源的极大浪费。
(二)水域危害:粉煤灰若排入水系会造成河流淤塞;堆放在储灰场的粉煤灰,在日晒、风吹、雨淋、冻溶等作用下,一方面粉煤灰颗粒会随风飘落水体中,另一方面粉煤灰中一些可渗虑的有害物质易随天然降水进入地表水循环或渗入地下水,使水质恶化。
(三)大气危害:由于粉煤灰颗粒小,体积轻,易通过空气进行污染扩散,在四级以上风力的气候条件下,长时间漂浮在大气中,严重影响周围的空气质量;大于2μm的粉尘颗粒可沉积在人体的鼻咽区,小于2μm 的颗粒会沉积在支气管、肺泡区;悬浮颗粒落在地面后,会对建筑物、露天雕塑品的表面造成严重侵蚀,影响市容市貌。
(四)放射性危害:有些低等级原煤放射性核元素含量较高,燃烧后粉煤灰中的放射性元素相对集中。
其在衰变过程中放出的α、β、γ射线,可以影响几代甚至几十代人,引起人体的远期效应(如遗传效应)[ 2]。
1.3粉煤灰的组成我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO2等,此外还有P2O5等。
磷石膏资源化利用的新型建材研究
磷石膏资源化利用的新型建材研究磷石膏是一种具有广泛用途的固体废弃物,主要来自于磷酸生产过程中的副产物。
由于磷酸生产工艺的不断发展,磷石膏的产量越来越高,给环境带来了严重的污染问题。
然而,磷石膏资源化利用,特别是作为新型建材的材料研究,正在逐渐得到广泛关注。
磷石膏有许多具有优良性能的特点,如成本低廉、质量稳定、可调控性强、生态环保等。
因此,它在建材领域有着广泛的应用潜力。
目前,关于磷石膏资源化利用的研究主要集中在以下几个方面:1. 磷石膏拌合料:研究表明,将磷石膏作为拌合料添加到混凝土中,可以有效提高混凝土的强度和耐久性。
多项研究显示,适量添加磷石膏可以改善混凝土的工作性能、抗渗性能和抗冻性能。
此外,磷石膏还可以提高混凝土的抗裂性和耐磨性能,使混凝土更耐久,延长使用寿命。
2. 磷石膏纤维:磷石膏纤维是利用磷石膏进行表面改性和纺丝加工制备而成的新型纤维材料。
与传统建材纤维相比,磷石膏纤维具有较高的强度和韧性,可以应用于墙体、地板、屋顶等建筑材料中。
研究发现,添加磷石膏纤维可以明显提高建筑材料的力学性能和耐久性,减少裂缝和变形,提高抗震性能。
3. 磷石膏制品:磷石膏可以通过烧结、压制等工艺制成各种建材制品,如磷石膏砖、磷石膏板等。
这些制品具有较高的强度和抗压性能,可以广泛应用于建筑、装饰、地下工程等领域。
磷石膏制品不仅可以代替传统建材,减少资源消耗和环境污染,还可以提高建筑物的整体质量和安全性。
4. 磷石膏胶凝材料:磷石膏可以制备成胶凝材料,用于树脂、陶瓷、涂料等领域。
研究表明,磷石膏胶凝材料具有较高的粘结强度和抗老化性能,可以代替传统胶凝材料,降低生产成本,提高产品品质。
综上所述,磷石膏资源化利用作为新型建材的研究具有重要的意义。
它不仅可以解决磷酸生产过程中产生的大量废弃物,减少环境污染,还可以提高建材的质量和性能,降低建筑成本,推动建筑业的可持续发展。
随着磷石膏资源化利用技术的不断改进和推广,相信它将在未来的建材领域发挥重要作用。
磷石膏-二灰混合料性能试验研究
7 7
2 2
O O
3 5
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3
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些 成果 , 但 在道 路工程 领 域 的应 用 较少 , 主要 存在
级 配
类 型
2 2
磷石 膏掺 量和 利用 率偏 低 、 底 基层 早期 强度 不 足 、 抗 冲刷性 和 水稳 定 性 差 等 问题 , 需 进 一步 研 究 。该 文
1 . 2 集 料和 配 合 比
6 O 、 石灰 6 ~1 1 , 粉 煤 灰 :石 灰 =3 ~1 0 。
沈 卫 国等研究 发现 在二 灰 中掺入 适量 磷石 膏且 磷石
膏 与二灰 比不 大 于 1:1时 , 路 面的 2 8 d强 度 能 达 到传 统二 灰 类 材 料 的 6 0 d强 度 , 石 灰 最 佳 含 量 为 6 ~8 , 磷 石膏 的掺 量不 应 比粉煤 灰大 , 两者 比例
二灰 混合 料进 行性 能试 验 研 究 , 分 析 在 底 基 层 中大 量掺 加磷 石膏 的可 行性 及大 量掺 入磷 石膏 的二 灰混 合料 的早 期强度 、 抗 冲刷性 能 和水稳定 性 能 。
合 成 级 配 级 配 上 限
级 配 下 限
级 配 中 值
l 原 材 料 和 配 合 比
O O
9 9 2 8 O 5 1 5
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1
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路底 基层 材料 , 是 道 路 研 究 者 的 重要 研 究 方 向 。尽
管磷 石膏 在 土木工 程方 面 已得 到不少 应 用并取 得 了
石灰粉煤灰改性磷石膏做水泥调凝剂的研究
2 0 年 第1 07 期
No. 1 2 0 0 7
《 世纪 水 泥导报 》 新
Ce n iefr e E o h me t d w p c Gu o N
文献标识码:A 文章编号:10 4 7 ( 0)1 070 0 E) 3 070  ̄ 1-3 4 2
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・ :教育部科学技术研究项 目,项 目资助号为152 。 0 15
2石灰j.恢 改性磷石膏对水泥物理性能的影响 lI !j Ii j 2 . 1石灰粉 煤灰改性磷 石膏体 强度 各地磷石膏按照图1 的流程制得石灰粉煤灰改性 磷石膏体 ( 以下简称改性体 ) ,采用同一配比、同一 条件,养护到7 、2 8 的无侧限抗压强度见表2 d d 。 如表2 所示 ,MP 改性体强度最高 ,MP 强度 G3 G1 最低,两者的7 强度相差近1 a d 3MP 。这是因为各地 磷石膏因颗粒形状、颗粒级配、C S 。 aO 的溶解速率、
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2 0 年 第1 O7 期
No1 2 0 . 07
周丽 娜 ,等 :石灰粉 煤 灰改性 磷石 膏做 水 泥调凝 剂 的研 究
表2改性磷石膏的强度
试验 与研 究
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贵阳天然石膏
P l 33 o G . . 2 晒 nl 3 . n 4 9 1 6 0 O P ( 1 5 n 2 n 7 3- ∞勉 . l 9 l l 0 4
磷石膏、粉煤灰制墙体材料的实验研究
昆明理工大学国家大学生创新性实验计划项目申报书项目名称:磷石膏、粉煤灰制墙体材料的实验研究项目所属一级学科:工学项目负责人:项目组成员:××××××指导教师:推荐单位:填表日期: 2011年10月29日昆明理工大学教务处制二〇〇九年九月填写说明一、本表要按顺序逐项填写,内容要实事求是,表达要明确、严谨。
空缺项要填“无”。
要求一律用A4纸双面打印,于左侧装订成册。
二、申请参加昆明理工大学“国家大学生创新性实验计划”项目团队人数不得超过5人(1人为项目负责人,参与合作研究者1--4人),运行周期1-3年。
三、如填表有不明事宜,请致电咨询。
(联系电话:5138077)项目名称城市污泥、粉煤灰制空心砖的实验研究项目来源□教师的科研项目□√学生自选题目拟申请经费20000元起止时间2011年11月至2013年07月申请人(团队) 姓名学号性别身份证号码年级专业联系电话手机E-mail无指导教师情况姓名性别男年龄职称/职务副教授所在院(系)环境科学与工程学院再生资源科学与技术系E-mail 联系电话手机讲授课程《固体废弃物处理与处置工程》,《实验研究方法》主要科学研究工作简历时间项目名称获奖情况一、申请理由(包括项目前期基础及项目成员具备的知识、兴趣、已取得的成绩及相关科研经历等)磷石膏是指磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分是二水硫酸钙,还含有五氧化二磷、氟离子及游离酸等有害物质,如果任意排放会造成环境污染。
目前,世界磷石膏年排放量达10 亿吨,我国每年由磷肥化工企业排出的磷石膏超过3000 万吨,累计排量近亿吨。
全世界大部分磷石膏采用露天堆放和倾入大海两种处理方式,而我国磷石膏利用率不足总量的10% 。
目前我国磷石膏的年排放量已达 5000 万 t 左右,累计堆存量超过 2 亿 t 磷石膏的堆放和综合利用是世界性难题,大量磷石膏的堆存不仅占用土地资源,而且带来环保压力和安全隐患从环保和技术安全角度来看,磷石膏废渣的综合利用已迫在眉睫。
磷石膏改性二灰结合料的研究
第30卷第5期非金属矿Vol.30No.5 2007年9月Non-Metallic Mines Sep,2007目前,我国磷石膏的利用率尚未超过15%。
磷石膏的利用,是基于其主要成分是CaSO42H2O,此外含有少量杂质,因此理论上通过除杂,应可使其具有天然石膏的应用性能。
但另一方面,正由于磷石膏应用时,需要对杂质进行处理,增加了应用成本,还可能引起二次污染,而限制了其应用。
如何最大程度地降低磷石膏等工业废料的处理应用成本,是目前研究较为关注的问题。
本实验考察了磷石膏在路面无机胶结稳定料中的应用。
由于此方面对磷石膏的杂质要求不太严格,因此对其预处理工艺的要求不高,可降低处理成本。
我国正处于交通高速发展的阶段,如能将磷石膏等工业废渣大量用于公路工程材料,不仅一定程度上降低环境压力,节约能源,还可变废为宝,兼具环保和节约的意义。
1实验部分1.1原料实验采用贵州瓮福磷厂所排磷石膏,处理方式分为40℃烘干及130℃烧结两种;贵州纳雍电厂所排粉煤灰;石灰为熟石灰;土为粉质亚黏土,液限47%,塑性指数16。
原料成分,见表1。
实验方法试验以两组对象为考察目标:第一组不掺土,第二组掺入土壤制备稳定土。
不掺土主要是为了单独考察胶结料的性能。
首先将烘干磷石膏和烧结磷石膏分别粉磨10min,按一定配比,将其与粉煤灰、石灰混合,掺入适量水,制得胶结料并测试其性能。
参照表2所列胶结料配比,制得土∶胶结料=6∶1的稳定土,以测试各胶结料对土的稳定效果。
磷石膏改性二灰结合料的研究*杨敏1,2钱觉时1黄煜镔3(1重庆大学材料科学与工程学院,重庆400045;2贵州大学化工学院,贵阳550003;3重庆大学土木工程学院路桥系,重庆400045)摘要石灰、粉煤灰胶结体系中,可用磷石膏作粉煤灰的硫酸盐激发剂,但该系统在常温下凝结较慢,早强不高。
研究表明:将烧结磷石膏掺入石灰-粉煤灰胶结料,由于半水石膏自身的水化,可缩短胶结料的凝结时间,促进强度发展。
磷石膏胶结强度试验研究
磷石膏胶结强度试验研究3杜绍伦1,刘志祥2(1.贵州开磷(集团)有限责任公司, 贵州贵阳 550002;2.中南大学资源与安全工程学院, 湖南长沙 410083)摘 要:磷石膏是一种超细酸性废料,堆放地表不仅占用土地,而且污染环境,为此探讨了将磷石膏充填于井下采空区的可行性,研究了磷石膏的胶结性能。
试验发现粉煤灰与磷石膏在胶凝活性、酸碱度等方面具有互补性,通过大量试验和水泥、粉煤灰与磷石膏的胶凝机理研究,得出了磷石膏与水泥、粉煤灰(6~8)∶1∶1的合理配方,井下充填的工业试验结果表明,充填体强度达1.8MPa以上,且不会对环境和水体产生有害影响。
关键词:磷石膏;粉煤灰;胶结充填磷石膏是一种酸性超细废料,每生产1t磷酸将产生5t磷石膏,磷石膏中含有少量的磷、氟等危害人体健康和植物生长的有害物质[1]。
堆放地表遇水成浆、遇风成灰,一旦渗漏将大面积酸化土壤,污染江河水系,对环境与生态造成极大危害[2]。
目前我国磷化企业年产磷废料6000多万吨,并且以每年15%的速度增长,而国内对磷石膏的综合利用率仅为10%左右,大量堆积的磷石膏已成为制约我国磷肥工业可持续发展的瓶颈。
磷资源是我国不能满足需求的20个矿种之一,一直沿用空场法和崩落法开采,不但贫化损失高,而且多次导致山体崩落、地表塌陷、建筑物破坏等重大灾害。
将磷石膏用作充填骨料充填井下采空区不仅可实现磷石膏大规模低成本有效再利用[3],而且可降低磷资源开采的贫化损失率,实现磷企业无废害开采[4]。
为此,本文对磷石膏作充填骨料的可行性进行了研究,通过大量试验和水泥、粉煤灰与磷石膏的胶凝机理研究,得出了磷石膏与水泥、粉煤灰的合理配方。
该研究成果在贵州开磷集团的应用效果良好。
1 磷石膏作充填骨料的可行性磷石膏粒级极细,0.1mm以下颗粒占93%,中值粒径0.043mm,孔隙比(1.064~3.415)和渗透系数(0.00294c m/s)小,这种超细骨料不利于充填脱水和快速硬化;特别是磷石膏中的CaS O4・2H2O含量高达90%以上,具有缓凝特性,抑制了胶结充填体的早期胶凝。
磷石膏综合利用的研究进展
磷石膏综合利用的研究进展目录一、内容概述 (3)1.1 磷石膏的来源与产量 (4)1.2 磷石膏的性质与应用前景 (5)二、磷石膏综合利用的技术途径 (6)2.1 建筑材料领域 (7)2.1.1 建筑砌块 (8)2.1.2 道路基层填充材料 (9)2.1.3 膨胀珍珠岩等保温材料 (10)2.2 化肥工业领域 (10)2.2.1 磷石膏作为硫酸钙的原料 (12)2.2.2 磷石膏在肥料生产中的应用 (13)2.3 环保领域 (14)2.3.1 磷石膏在土壤改良中的应用 (15)2.3.2 磷石膏在废水处理中的应用 (16)三、磷石膏综合利用的政策支持与市场现状 (18)3.1 政策支持 (19)3.1.1 国家政策导向 (20)3.1.2 地方政府政策支持 (21)3.2 市场现状 (22)3.2.1 国内外市场需求分析 (24)3.2.2 市场竞争格局 (25)四、磷石膏综合利用的挑战与对策 (26)4.1 技术挑战 (27)4.1.1 提高磷石膏品质的方法 (28)4.1.2 新技术的研发与应用 (29)4.2 经济挑战 (30)4.2.1 降低成本的方法 (31)4.2.2 提高产品附加值的方式 (31)4.3 管理挑战 (32)4.3.1 加强政策引导与支持 (34)4.3.2 促进产学研合作 (35)五、磷石膏综合利用的未来发展趋势 (36)5.1 绿色发展 (37)5.1.1 可持续发展理念的深化 (38)5.1.2 循环经济模式的推广 (39)5.2 高值化发展 (40)5.2.1 高附加值产品的开发 (41)5.2.2 产业链的延伸与拓展 (42)5.3 智能化发展 (43)5.3.1 智能制造技术的应用 (44)5.3.2 信息化管理与服务的发展 (46)六、结论 (47)6.1 磷石膏综合利用的重要意义 (47)6.2 研究展望与建议 (48)一、内容概述磷石膏是磷酸生产过程中产生的工业副产品,主要成分为硫酸钙和有机物质。
磷石膏对石灰粉煤灰公路基层性能的影响
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石灰 : 江苏宜兴石灰厂产熟石灰 , 有效 氧化钙 、 氧化镁含 量 5 . %, Ⅲ级灰。 59 6 属 粘土: 宁盐公路路基土 , 化学成分见表 1 。
2. 试 验 方 法 2
3 试验 结 果
3 1 无 侧 限 抗 压 强 度 试 验 结 果 .
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Spu d e et r u i ys a m n/ Bi n mnC o l g建筑石 膏与胶凝材料 d
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( . 城 工 学 院 材 料 工 程 系 , 苏 省 盐 城 市 24 0 ; 1盐 江 20 3 2 江 苏省建 筑科 学研 究 院 , 苏省 南 京市 200 ) 江 10 9
关 键词 : 公路 基层 材料 ; 磷石 膏 ; 煤灰 ; 灰 粉 石
1 前
言
验按交通部规 范 T0 0—9 84 4进行 , 用乙法击实。无侧 限 采
抗压强度按交通部规范 T0 0—9 8 5 4进行 , 用 . m× . 0c 5 0 c m试模成型。
由石灰 、 粉煤灰或石灰 、 粉煤灰 、 粘土在最佳含水量下配 成的混合料( 以下 简称 “ 混合料” , ) 主要 用于公 路基层铺 筑。 它是通过无机结合 料石灰 、 粉煤灰胶结 , 产生 强度 的一种半 刚性结构材料 , 具有整体 性强 、 承载力 高 、 刚度大 的显 著特 点。但混合料也存 在早期 强度低 、 基层铺 筑后不 能及 时通 车, 对气温要求较高等不足之处 。 磷石膏是磷酸工业的副产品 , 全球 每年排放量高达 1 1 . 13亿 t而使用率仅 为 4 1 ~4 5 基本作为废 料堆 . , .% . %, 积。本文研究了磷石膏作为硫酸盐激发剂 , 对混合料物理力 学性能的影响及作用机理 。
磷石膏路基材料的实验研究
中图分类号 :T Q1 7 7 . 3 + 7文献标识码 :B文章编号 :1 0 0 3 — 8 9 6 5 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 4 9 — 0 4
1引言
大量堆 置 的磷 石膏的 处理 及综 合利 用 目前 仍举 步维 艰 ,国 内对磷石膏 的开 发主要是做建材和 水泥缓凝剂 ,年
关键词 :磷石 膏;粉煤灰 ;水泥 ;路 面基层 ;无侧 限抗压 强度
Abs tr aot: The i nd us t r i a l w as t e s ys t e m us ed f or r oa d ba s e m a t e r i a l s w a s e s t a bl i s he d, t ha t i s t he c e me nt s ys t e m of
( 1 兰州交通大学机电学院,甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0 ;2 兰州 归一建 材科 技有 限公 司 ,甘肃 兰 州 面基层的s - 3 , k 废渣体 系,即磷石 膏 一粉 煤灰 一水泥胶凝体 系。得 出了使 磷石膏 一粉煤灰 一水泥
Ph o s p h o g y p s u m —V l y As h —Ce me n t 一 ‘ l i me Co mp o s i t e c o mp o s i t e b i n d e r wa s k n o wn t h r o u g h t h e s t u d y . Th e e x p e i r me n t a l r e s u l t s s h o w t ha t he t b e s t mi x p r o p o r t i o n o f t h i s s y s t e m i s P: F: C: L 4 5 : 5 0 : 6 : 5 . wa t e r — c e me n t r a i t o i s 0 . 2 1 . Th e l i n e a r r e g r e s s i o n e q u a i t o n o f
从磷石膏、粉煤灰利用谈废渣处理面临的问题
生产 样 新 排放 样 两年 前陈 料样 陈化 20天样 3 新生 产样 五年前 陈化 样 三年 前陈化 样
表 2 磷 石 膏代 天然 石 膏作 缓凝 剂 时水 泥物检 性 能表
组 分 ( ) %
天 然 石 膏 磷 石 膏 火 山 灰 熟 料
Y1 5 1 0 8 5
来 有行 动 , 却 没有形 成规 模 和社 会化 。下 面就 我公 司 但
使 用磷 石膏 及 粉煤灰 的经历 谈一谈 看 法 。
1 磷 石 膏 的使 用 情 况
项 目
熟 料
表 1 本公 司 主要产 品及磷 石 膏化 学成 分表 ( ) %
S0 i2
2 .O 2 2
0 3
58 .6
便 利程 度 、 企业 的经 济效 益等 方方 面 面 的影 响 , 长期 以
从 检 验 结 果 来 看 ,陈 化 储 存 一 段 时 间 后 的磷 石 膏 代 替 天 然 石 膏 作 水 泥 调 凝 剂 ,其 调 凝 效 果 与 天 然 石 膏 相 当 。 增 加 水 泥 强 度方 面 比天 然 石 膏 还 好 , 在 但 刚排 放 的 磷 石 膏 需 改 性 后 才 能 用 作 水 泥 调 剂 ,且 由
7. 7 7. 6 7. 9
3 . 16 2 7 8. 3 1 0.
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磷石膏_粉煤灰_石灰_水泥胶凝体系性能研究_何春雨
0前言磷石膏是生产磷酸的副产物,其主要成分是二水硫酸钙,还含有磷酸、氟等杂质,是带酸性的粉状物。
每生产1t 磷酸会产生5t 磷石膏。
世界磷石膏年排放量约为1.3亿t ,我国磷石膏年排放量达2000万t [1]。
到目前为止,我国的磷石膏利用率很低,磷化工厂周围的磷石膏堆积如山,侵占良田,污染环境,造成公害。
因此,解决磷石膏的大规模利用已是迫在眉睫的问题。
国内外对磷石膏的资源化再利用已进行了不同程度的研究[2-3],但一般采用炒制或蒸压方式,且强度较低。
本研究探索利用磷石膏、粉煤灰、石灰及少量水泥采用蒸养方式研制胶凝体系。
获取该胶凝体系优化配合比及探索养护制度对该胶凝体系性能的影响。
1原材料磷石膏:取自四川什邡磷肥厂磷石膏堆场,灰色,水含量20%,pH 值5.43,主要化学成分见表1。
水泥:四川双马P ·O42.5R 水泥。
石灰:磨细生石灰,有效CaO 含量大于77%,密封备用。
粉煤灰:四川江油火力发电厂原状干粉煤灰,含水率小于1%,45μm 方孔筛筛余56%,为低钙粉煤灰,活性较低,主要化学成分见表1。
表1磷石膏与粉煤灰的主要化学成分%2样品准备及试验方法胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间测定参照GB/T 1436—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试。
力学性能和吸水率、软化系数检测按照JC/T基金项目:四川省学术和技术带头人培养资金资助项目(2200334)收稿日期:2009-04-09作者简介:何春雨,女,1981年生,河南开封人,硕士研究生。
项目CaOSiO 2SO 3Al 2O 3MgO Fe 2O 3P 2O 5结晶水磷石膏32.15 4.6642.86 2.910.08 1.530.7219.10粉煤灰5.4252.33 1.0018.400.5915.68Study on property of cementitious binder consisting of phosphogypsum-flyash-lime-cementHE Chunyu ,YUAN Wei ,TAN Kefeng(Sichuan Prov.Key Lab.of Advanced Building Materials ,Southwest University of Science and Technology ,Mianyang 621010,Sichuan ,China )Abstract :An optimum mix ratio of the phosphogypsum-flyash-lime-cement cementitious binder ,phosphogypsum :quick lime ∶ce -ment ∶flyash equal to 40∶15∶10∶35,was obtained by cross experiment.Through XRD ,SEM ,and strength measurements ,the influence of the curing method on properties of the cementitious binder were analyzed.The results showed that 10hours steam curing under 90℃and then laboratory environment curing ,the 28d compressive strength reaches 36.0MPa.The setting time is normal and the water resistance is good.Strength of the binder increases as steam curing temperature increases ,especially from 70℃to 90℃.Prolonged steam curing at 90℃can increase the strength of the binder.The 7d compressive strength of the binder reaches 34.1MPa under steam cured at 90℃for 13h.Key words :phosphogypsum ;cementitious binder ;strength ;curing method 磷石膏-粉煤灰-石灰-水泥胶凝体系性能研究何春雨,袁伟,谭克锋(西南科技大学先进建筑材料四川省重点实验室,四川绵阳621010)摘要:利用正交试验获得磷石膏-粉煤灰-石灰-水泥胶凝体系的优化配合比为m (磷石膏)∶m (生石灰)∶m (水泥)∶m (粉煤灰)=40∶15∶10∶35。
磷石膏的新研究思路
现在对磷石膏的主要研究方向,采用焦炭、CO、H2下分解磷石膏,主要产物包括:CaO、CaS及SO2较严格,实验室能实现反应顺利进行,工业化有一定的实施难度。
其困难,最终磷石膏的分解率及脱硫率较小,深入研究。
以下为目前国内外学者公认的反应方程式: + → ( )+ ( )+ ( ) + ① + → ( )+ ( ) + ② + → ( )+ ( ) + ( ) + ③ + → ( )+ ( ) − ④ + → ( )+ ( ) + ( ) + ⑤ + → ( ) + ( )− ⑥ + → ( )+ ( ) − ⑦ + → ( )+ ( ) − ⑧ 以上反应方程式已经过试验论证,能进行,下面对各反应方程式做详细的分析。
反应①是固-反应的进行。
在温度升至900速率增大,但是当温度超过1200℃时,由于磷石膏在现液相,因此超过此温度不利于反应的进行。
反应②是固-热力学分析,在300快。
900学分析,反应①②同时进行,反应①为主,反应②为辅。
反应③属气-固反应,气-热力学分析得出,温度在1000升高反应速率加快。
从试验结果来看,1200℃恒温10min 分解率可达100%,反应时间较长,由外向里渗透需要时间,所以反应较缓慢。
悬浮态与分散态下达到相同的分解率(95%)1:84时间仅需15-30s。
反应④是反应③的低温阶段进行的副反应。
低温下反应就能进行,且反应为放热反应。
反应温度升高,反应进行一段时间后,气氛中CO必须保证气氛中的CO浓度不低于某一个临界值。
反应⑤是采用H2现液相前进行,从大量的磷石膏分解试验中得出,磷石膏在1200℃时开始有液相量出现,而1280℃为磷石膏的熔融温度。
不管气-固、固-固反应,均必须控制在1200℃以下进行,降低液相量的出现对系统的影响。
从国内目前的磷石膏分解研究中,以焦炭与CO作为还原剂更合适磷石膏分解,炭燃烧产生大量的热量提供磷石膏的分解温度,未燃烧的炭在低温环境下直接做还原剂分解磷石膏,或者炭与燃尽所生成的CO2反应形成CO,CO做还原剂再参与磷石膏的分解。
废石膏粉煤灰石灰结合料的研究
废石膏粉煤灰石灰结合料的研究张英富1,童红明2,沈卫国3,潘洪祥2,石 岩4,康 雷4(1.湖北富昊工程项目管理咨询有限公司,武汉430071;2.襄樊公路管理处,襄樊441003;3.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070;4.襄樊市利民工程质量检测有限公司,襄樊441003)摘 要: 研制一种主要以磷石膏粉煤灰和石灰组成的无机结合料,并对其材料组成进行了优化研究。
其最佳配比为:粉煤灰∶磷石膏=1∶1;石灰类稳定剂掺量约为6%~8%,其强度高于石灰粉煤灰结合料。
结合料压实度为93%~96%,可作低等级路面基层材料和路面底基层材料,当压实度在93%时,可作路基的填筑材料和底基层使用。
也可用其稳定砂砾、碎石作高等级路面基层和底基层材料。
用SEM对其微结构进行了观察,阐述了其强度形成机理。
脱硫石膏也可以代替磷石膏作为一种强度激发剂用于制备这种结合料。
关键词: 磷石膏; 粉煤灰; 结合料; 微观结构; 机理R esearch on W aste G ypsum2fly Ash2lime BinderZHA N G Yi ng2f u1,TON G Hong2m i n2,S H EN Wei2guo3,PA N Hong2xiang1,S HI Y an4,KA N G L ei4(1.Hubei Wuhan Fuhao Engineering Project Management Consulting Ltd,Wuhan430071,China;2.Xiangfan HighwayAdministration Department,Xiangfan441003,China;3.School of Materials Science and Technology,Wuhan University of Technology,Wuhan430070,China;4.Xiangfan Limin Engineering Quality Inspection Ltd,Xiangfan441003,China)Abstract: A new type inorganic binder chiefly composited with phosphogypsum-fly ash-lime was prepared in this pa2 per.Its mix optimum proportion was investigated.It was suggested that the ratio of phosphogypsum and fly ash about1:1 and the content of stabilizer made of lime about68%was the optimum mix proportion of this binder,it has much higher strength than the lime fly ash binder.This binder could be used as road base course material of the low volume highway and subbase of highway when it’s compacting ratio is93%~96%.It could be used as subgrade material and subbase of hiwany when it’s compacting ratio is around93%.Crushed stone or gravel can be stabilized with it and be used as road base course or subbase course material of high grade highway too.Its microstructure was observed with SEM and the strength forming mechanism was discussed.The flue gas desulfurization gypsum can also be used to prepare this type of binder.K ey w ords: phosphogypsum; fly ash; binder; microstructure; mechanism 固体废弃物资源化对全球可持续发展具有重要意义。
磷石膏_矿渣_石灰_水泥体系胶结性能研究_袁伟
0. 83
0. 16
胶结料抗压强度随磷石膏粒径的减小呈递增趋势 ,抗折强 度 、软化系数和吸水率变化不大 。实验中 , P G1 、P G2 、P G3 试件的断面可清晰地观察到未能完全参与水化的 磷石膏大颗粒 ,产品结构疏松 ,抗压强度低 。而球磨处理可显著改善磷石膏颗粒形貌与级配 ,大大降低硬化 体孔隙率 ,使硬化体结构致密[6 ] , 这正是 P G5 性能相对较优的原因 。与之对应 , 图 2 中 P G1 到 P G5 的 CaSO4·2 H2O特征峰峰值逐次递减 ,新出现的钙矾石 (AFt) 和 C —S —H 等的特征峰峰值呈现与之相反的趋 势 ,说明参与反应的磷石膏的细度对水化速度有相当影响 。 3. 3 预处理方式的影响
1) 石灰中和 :将磷石膏与生石灰按 100∶2. 5 比例 ,搅拌 ,陈化 24 h ;2) 粉磨 :磷石膏球磨磨细至比表面积 260 m2/ kg ;3) 石灰中和 + 球磨 :将石灰中和陈化 24 h 后的磷石膏干燥至游离水低于 1 % ,球磨至比表面积 270 m2/ kg ;4) 球磨再炒制 :将磷石膏球磨后在 160 ℃下炒制 4 h ,陈化 24 h 。 2. 3 养护与成型制度
文章编号 :167124431 (2009) 2020039204
Properties of Cementations Binder Consisting of Phosphogypsum , Slag , Lime and Cement
Y U A N W ei , TA N Ke2f eng , H E Chu n2y u
仍然采用配合比 w (磷石膏) ∶w (矿渣) ∶w (水泥) ∶w (生石灰) = 50∶36∶10∶4 ,考察不同预处理方式对 胶结料性能的影响 。采用标准稠度用水量浇铸成型 ,90 ℃蒸汽养护 7 h 后自然养护 7 d 。测试结果 (见表 4) 表明 ,石灰中和预处理能明显改善胶结料的力学性能 ;球磨处理可显著提高强度 ,二者结合获得相对最优效 果 ,抗压强度高达 20. 9 MPa 。 3. 4 胶结料配合比优化
磷石膏材料化综合利用研究进展
磷石膏材料化综合利用研究进展磷石膏是一种含磷废弃物,主要由磷矿石的提取过程中产生。
在过去,磷石膏大部分为掩埋处理,造成了严重的环境污染。
然而,磷石膏具有许多有价值的物质,包括氟、硫、铝、镁、钙等,使得磷石膏的综合利用成为研究的热点。
本文将重点介绍磷石膏的材料化综合利用研究进展。
1. 磷石膏在水泥中的应用磷石膏能够广泛应用于水泥生产中。
通过将磷石膏加入到硬化水泥中,可以提高水泥的强度和抗压性。
此外,磷石膏还可以用作水凝胶和生物材料的添加剂,具有有利的材料工程特性。
研究表明,加入磷石膏的水泥具有较高的早期强度和抗压强度,而且还能够减少水泥的用量和混合时间,是一种高级的添加剂。
2. 磷石膏在石膏板等建材产品中的应用磷石膏可以作为替代天然石膏的原料,制成石膏板、石膏保温板、轻质石膏板等建材产品,具有轻质、隔音、防火、环保等特点,是一种可持续的建材产品。
研究表明,磷石膏板具有与天然石膏板相同的物理和化学特性,可以应用于室内隔墙、天花板和外墙保温等领域。
3. 磷石膏在环境修复中的应用磷石膏含有高浓度的磷、氟等有害物质,过量排放会导致水资源的污染。
因此,利用磷石膏进行环境修复是研究的重要方向。
研究表明,磷石膏可以用于污水处理、土壤修复和水体修复等领域。
将磷石膏加入到污水处理系统中,可以降低氮、磷等有害物质的浓度,提高处理效率。
将磷石膏和有机火炬燃烧残渣混合,可以制成一种高效的污染物吸附剂,能够有效去除土壤中的有害物质。
4. 磷石膏在生物技术中的应用磷石膏具有高浓度、低溶解度和独特的化学结构,是一种理想的生物材料。
磷石膏可以作为菌群定植材料、生物吸附剂和微生物费用剂等,具有重要的应用价值。
研究表明,磷石膏中含有丰富的磷酸盐和氟化物等矿物元素,可以作为微生物代谢的重要营养物质,使得微生物的生长速度和代谢能力得到增强。
总之,磷石膏作为一种有价值的废弃物,在环境保护、建材生产和生物技术等领域的应用前景广阔。
然而,当前在磷石膏的综合利用中仍然存在一些问题,如研究不够深入,生产技术不成熟、应用范围不广泛等,需要继续进行研究与探讨。
磷高强石膏-粉煤灰-石灰的耐水性研究
中图分 类号 :T Q 1 7 7 . 3
文献 标志 码 :A
文 章编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 4 0 — 0 3
S t ud y o n W a t e r Re s i s t a nc e o f Ph o s ph o g y p s um Ba s e d o n Hi g h
c o e ic f i e n t i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y wi t h p r o pe r ly f a s h a n d l i me c o nt e n t s . Ho we v e r,a dv e r s e i mp a c t s ma y c a u s e d b y t o o
T e c h n o l o g y ,He n a n L u o y a n g 4 7 1 0 2 3;2 S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f S i l i c a t e Ma t e ia r l s f o r Ar c h i t e c t u r e s
( 1洛 阳理 工 学院材料 科 学与 工程 系,河 南 洛 阳 4 7 1 0 2 3; 2武 汉理 工大 学硅 酸盐材 料 与工程 国家重 点 实验 室 ,湖北 武 汉 4 3 0 0 7 0 )
摘 要 :将粉煤灰及其激发剂石灰加入到磷石膏制备的高强石膏中制备出水硬性的磷石膏粉煤灰石灰( P G F L ) 复合胶凝材
第4 3卷 第 2期 2 0 1 5年 1 月
广
州
化
工
Vo 1 . 43 No . 2
石灰改性磷石膏及其混合料工程性质研究
河海大学硕士学位论文75有两个结晶水是石膏比较稳定的化学状态。
湿法生产磷酸所得到的废料磷石膏出厂时含有大量的自由水,因此石膏可以充分和自由水结合,从而可以判断磷石膏中石膏的结晶状态是CaS04·2H20。
磷石膏和天然石膏的化学成分对比如表1.31,i:示。
表1.3重庆磷石膏与天然石膏化学成分对比组成CaOs03Si02Fe20A120MgOP205F结晶有机物水33磷石膏3I.645.93.81l_220.620.201.290.516.30.12天然石膏31.241.14.801.351.731.30O016.8O磷石膏和天然石膏一样,主要成份为CaS04·2H20,其主要差异在于磷石膏中含有磷、氟、有机物等多种有害杂质。
且呈酸性。
这些性质使得磷石膏水化时间长,强度低,不能像天然石膏一样直接用于石膏建材的生产。
因此,如果考虑除去这些有害杂质或者将有害杂质转变为不溶性杂质,就可以使用磷石膏代替天然石膏进行使用。
此外,磷石膏粒径较小,不需要像天然石膏一样需要破碎,利用前景较好删。
1.2.2含磷成分对磷石膏性质的影响图1.1中规则晶体上面的粗糙部分即为磷石膏中的磷成分。
试验表明磷成分具有明显的缓凝作用。
结晶水分析表明,磷成份明显降低了建筑石膏的水化速率,即磷成分使二水石膏晶体粗化,晶体间的交错搭接减少,从而导致硬化体强度降低。
14]图1.1磷石膏显微观察图1.2.3磷石膏的溶解性和渗透性2第三章石扶改性磷石青工程性质研究生化学反应,调节磷石膏整体的酸碱度。
另一方面,Ca(OHh是一种活性很强的物质可以和磷石膏中的部分物质产生其他反应。
石灰可以和磷石膏中的^J203,si02及CaS04·2H20发生少量的火山灰反应,反应的定性描述为xCa(OH)2+Si02+nH20一xCaO·Si02·(n+x)H20yCa(OH)2+A1203+BH20一yCaO‘A1203‘(n+y)H20当磷石膏(主要成份Cas04·2H20)大量存在时,活性A1203的反应产物将会被三硫型钙矾石(AF0所取代,反应方程如下:CaO·~203+3Cas04·2H20+26H20=3Cao·灿203·3CaS04·32H20击实过程中发现自然风干后的磷石膏试样中含有许多硬颗粒,这就是加入石灰后磷石膏中火山灰反应的产物。
磷石膏与粉煤灰用于钻井废泥浆固化处理的实验研究
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226
磷石膏与粉煤灰用于钻井废泥浆固化处理的实验研究 2005
第 34卷 第 3期 石油与天然气化工
225
磷石膏与粉煤灰用于钻井废泥浆固化处理的实验研究
李瑞龙 夏素兰 朱家骅 吴汉玉 周 芳
(四川大学化工学院 )
摘 要 将工业废渣磷石膏与粉煤灰用于钻井废泥浆固化处理 ,它们在水泥和生石灰的激发作用 下发生水化硬化反应 ,形成具有多孔骨架吸附能力的固结物 ,其抗压强度可达 2. 6 M Pa。固结物浸毒实 验表明 ,浸出液污染指标达到国家标准 ( GB 8978 - 1996)第二类石油类污染物允许排放浓度 。
井场 2泥浆 0. 9~2. 5
井场 3泥浆 2. 0~2. 6
井场 4泥浆 1. 3~2. 0
浸出液 COD , mg/L
95~80 110~85 80~65 95~80
浸出液 浸出液 pH 值 色度
8~8. 5 无色透明 7~8. 5 淡绿色 7~7. 8 无色透明 约 8 无色透明
由表 5 固化效果可知 ,废渣磷石膏可代替工业石 膏用于钻井废泥浆的固化处理 ,它与粉煤灰 、水泥 、生 石灰等配制的复合胶凝固化剂固化废泥浆可获得具多 孔骨架吸附能力的固结物 ,抗压强度可达 2. 6 M Pa,其 浸出液污染物指标可达国家标准 ( GB 8978 - 1996)第 二类石油类污染物允许排放浓度 。本固化剂原料中磷 石膏和粉煤灰均来源于工业废渣 ,可降低钻井废泥浆 的处理费用 ,同时可达到以废治废的目的 。
填充于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ隙中 ,使固结物结构内毛细孔隙“细化 ”,而 水化硅酸钙凝胶及水化铝酸钙作为“粘结剂 ”将各项 结合成整体 ,形成具有一定抗压强度的固结物 。
磷石膏、脱硫石膏代替天然石膏作缓凝剂的实验报告
试样编号
熟料
煤渣
配料方案(%) 石灰石 粉煤灰 天然石膏 磷石膏 脱硫石膏
备注
缓凝剂实验
X10
63.2
22.0
/
10.0
4.8
/
/
缓凝剂实验
X11
66.0
22.0
/
8.0
/
4.0
/
缓凝剂实验
X12
66.0
22.0
/
10.5
/
1.5
/
缓凝剂实验
X13
63.2
22.0
10.0
/
4.8
/
/
缓凝剂实验
X14
学成分,用于水泥配料的水泥理化指标进行实验检验分析。
(二)、实验方案
一、分析石灰石、熟料、煤渣、粉煤灰、磷石膏、脱硫石膏化学成分。
原料名称 Loss
SiO2
AL2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
熟料
0.20 20.85 5.18 3.13 68.51 0.11 0.22 0.09 1.37
0.25
X6
凝结时间实验 2011 年 1 月 2 日 1 月 3 日 2.03 1.26 44.40 0.55 0.006
0.30
X7
凝结时间实验 2011 年 1 月 2 日 1 月 3 日 2.22 5.88 53.69 0.41 0.005
0.25
2、实验样品(X10- X14、X4-X7)的物理检验数据如下:
X11
凝结时间实验 2010 年 11 月 2 日 11 月 3 日 2.39 2.16 44.01 0.37 0.006