磷石膏在新型墙体材料中的应用研究

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3 12 凝 结 时 间 ..
半 水 石 膏 水 化 速 度 快 。 常 温 下 ,B型 半 水 石 膏 完
石膨胀 对制 品的危 害 。
关键词 : 磷石膏; 新型墙体材料 ; 延迟钙矾石 ; 体积稳定性
中图分类号: U5 20 文献标 识码 : 文章编号 :0 1 6 4 (01 0 — 0 2 0 T 2 .9 A 1 0 — 9 5 2 3)4 0 5 — 3
Ap l a in o h s h g p u i e wa l a e il p i t fp o p o y s m n w l m t ras c o n
占大 片土 地 , 对 环境 造 成污 染 。磷石 膏 的主要 成分 还 为二水 石 膏 ( S 2 , 不 同 的温度 下加 热处 理 Ca O ・ H O) 在 可 形成 不 同 的石膏 品种 , 生 产新 型墙 体 材料 的主要 是
氟 在 磷 石 膏 中 主 要 以 可 溶 氟 ( F) 难 溶 氟 Na 和 ( a NaSF ) 式 存 在 。 可 溶 性 氟 也 会 与 石 膏 发 生 C F 、 :i t形
磷石 膏主要 是磷化 工企业 湿法 生产磷 酸得到 的工 业 副 产 品 , 法 生 产 1t 酸 大 约 排 放 4t 磷 石 膏 n 湿 磷 ~5t I 。 20 0 4年 , 国 磷 石 膏 排 放 量 已超 过 22 0万 t , 随 着 我 0 『且 2 】 工 、 业 对 磷 酸 、 铵 等需 求量 增 长 , 石 膏排 放量 也 农 磷 磷
磷 石 膏 的 凝 结 时 间 ; 晶磷 是 由 于 HP 同 晶 取 代 部 共 O一 分 5 2 入 硫 酸 钙 晶 格 而 形 成 的 , 的 存 在 会 降 低 石 04进 - 它 膏 硬 化 体 的 强 度 ; 溶 磷 主 要 是 以 C ,P 形 态 存 难 a( O )的
于 未 反 应 的磷 灰 石 粉 中 , 一 种 隋性 填 料 , 不 利 影 响 。 是 无
在 不 断增 加 , 2 I 年 国家 发 改委 《 宗 固体废 弃 物 据 0i 大
综 合 利 用 实 施 方 案 》 出 , 0 0年 我 国 产 生 磷 石 膏 排 指 21 放 量 已 达 到 约 60 0万 t 磷 石 膏 的 露 天 堆 放 , 但 侵 0 。 不
用水 量 大 , 会产 生 二次污 水 。 且
22 . 石 灰 中 和
标准 稠度 需水 量 , 而提 高作 为胶凝 材料 的强度 。 从
26 . 煅 烧
煅 烧 是 基 于 原 状 磷 石 膏 ( S ・ H 在 高 温 下 Ca O 2 O)
发 生 脱 水 反 应 、 : 高 温 下 分 解 成 气 体 或 部 分 转 变 PO 在 成 惰 性 磷 酸 盐 类 化 合 物 和 有 机 杂 质 在 高 温 下 燃 烧 的 原 理 , 使 磷 石 膏 获 得 胶 凝性 能 的 同时 , 少 杂质 对 在 减 其 应 用 性 能 的 影 响 。 该 工 艺 不 需 水 洗 , 免 了 水 污 染 避
1 磷 石 膏 的 杂 质 及 其 影 响
磷 石 膏 的 主 要 化 学 成 分 为 C S 同 时 还 含 有 游 aO ,
离 磷 酸 、 酸 盐 、 化 合 物 、 、 、 、 和 有 机 物 等 磷 氟 铁 镁 铝 硅 杂 质 , 中 P和 F是 磷 石 膏 中 主 要 有 害 杂 质 , 们 的 ,其 它
原 材 料 之 一 。 因 此 , 磷 石 膏 进 行 合 理 利 用 , 废 为 对 变
宝 , 体 重要 的社会 和经济 效益 。 具
同时 也会 削弱 二水 石 膏 晶体 问的 接合 , 致石 膏 硬化 导 体 结构 疏松 , 度降 低 。 强
2 磷石 膏预处 理方式 如 前 面 所 述 , 石 膏 中 的 有 害 杂 质 会 降 低 其 应 用 磷
但 去除有 机 杂质 效率更 高 。
24 筛 分 .
磷 石 膏 的 主 要 成 分 为 - A 石 膏 ( S 2 O), - < Ca O ・ H: 是 C S H a O 一 O系 统 中 的一 种 石 膏 相 。 目前 , S H: Ca O 一 O 系 统 中公 认 的石 膏 相有 5 形 态 、 种 7个 变 种 , 不 同 温 在 度 条 件 下 可 以发 生 晶型 转 变 ( 图 1 示 。 二水 石 膏 在 如 所 ) 不 同 温 度 下 煅 烧 可 得 到 半 水 石 膏 ( 图 2) Ⅲ 型 无 水 见 、
硬 I 硬 膏 石膏 I ≥ 石 I 竖
图 1 试验室理想条件下石膏相的转 变
的弱 点就 是 耐水 性 差 , 即软 化 系 数 低 。 石 膏 制 品 在 干
燥 状 态 下 抗 压 强 度 可 达 6MP a~1 a 当 处 于 饱 和 0MP , 水状态 时 , 强度损失可达 7 其 0% 。为 提 高 石 膏 制 品 的 耐
HP j 种 形 式 存 在 , 溶 性 磷 具 有 缓 凝 作 用 , 延 缓 O: 一 可 会
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2 1. 0 3 ̄ .

械 脱 水 的 一 种 预 处 理 方 式 。 水 洗 可 以 去 除 磷 石 膏 中 的 可溶 性 磷 、 及悬 浮于水 面 的有机 物 , 作 简单 , 氟 操 但
磷石膏在新型墙休材料中的应用研究
郭治华 李国刚 ( 宜昌市建筑节能办公 室, 湖北 宜昌 430 ) 4 00
摘要 : 简述 了磷 石 膏 中不 同杂质 对其应 用性 能 的影 响及 其预 处理 方 式 ; 石 膏基 本 性质 出发 , 从 分析 了利 用磷 石 膏生产 石 膏制 品 、 泥混凝 土制 品和硅 酸 盐混 凝土制 品 类新 型墙体 材料 的理 论依 据和 需 注意 的 水 问题 ; 出 了利 用磷 石 膏对粉 煤 灰 、 渣的硫 酸 盐激 发作 用生产 混凝 土实心砖 、 提 矿 蒸压砖 , 警惕延迟 钙矾 应
发 应 , 放 一 定 的酸性 , 胶凝 材 料 的碱 性水 化 环 境 释 对
产 生一些 不利影 响 。
有 机 物 源 于 磷 矿 石 中 的 有 机 杂 质 和 生 产 时 外 加 的有 机 添 加剂 。磷 石 膏 中 的有 机 物 杂 质 通 常分 布 在 二 水 石 膏 晶 体 表 面 , 方 面 会 增 加 磷 石 膏 的需 水 量 , 一
2. 水 洗 1
磷通 常 是 以可溶 磷 、 晶磷 和难溶 磷 i种 形式 存 共
在 于 磷 石膏 中 。研 究 表 明 , 溶 磷 主要 以 H,O 、 P 、 可 P H:O 一
水 洗是 将磷 石 膏 与温水 混 合搅 拌 后 , 于化浆 池 置
中进 行 漂洗 , 后 再通 过 过 滤 器 淋洗 , 进行 真 空 机 然 并
23 . 浮 选
惭 旰 树删 在条 或水 植K
/\
浮 选 是 将 磷 石 膏 和水 以 一定 的 比例输 入 到 浮选
设 备 , 后 搅 拌 、 置 、 去 液 体 表 面 的 悬 浮 物 质 。该 然 静 除 方 法 与水 洗类 似 , 以去 除磷 石 膏 中 的可 溶性 磷 、 , 可 氟
存 在 影 响 了 磷 石 膏 的 应 用 性 能 , 很 大 程 度 上 限 制 了 在
其实 际应用 。
性 能 , 此 , 利 用 磷 石 膏 生 产 新 型 墙 体 材 料 时 通 常 因 在
需 要 进 行 预 处 理 , 消 除 或 减 少 其 有 害 杂 质 对 制 品 的 以 不 利影 响 。 目前 , 石 膏 的预处 理方 式 主要有 以下几 种『: 磷
艺 , 杂质 分布越 不 均匀 , 杂效果 越 明显 。 且 除
25 . 球磨
石 膏 和 Ⅱ型 无 水 石 膏 3 石 膏 脱 水 相 , 半 水 石 膏 为 种 以
主 要 成 分 的 脱 水 石 膏 也 称 为 建 筑 石 膏 。 半 水 石 膏 加 水 后 立 即溶 解 , 水 反 应 生 成 二 水 石 膏 , 于 二 水石 与 由 膏 的溶 解 度小 于 半水 石 膏 , 半 水 石 膏 的过渡 饱 和溶 在
液 中水 化 产 物 二 水 石 膏 晶 核 大 量 生成 、 大 , 体 之 间 相 长 晶 互 接触 、 生 , 互 交织 在 一起 成一 整 体 , 生 强 度 。 连 相 产
17 7 ℃
球 磨 是 采 用 球 磨 机 对 磷 石 膏 进 行 预 处 理 , 过 改 通
善 磷 石 膏 粒 径 、 貌 和 颗 粒 级 配 , 高 其 流 动 性 , 少 形 提 减
GUO i h LI Guo g n Zh - ua - a g
Ab t a t T e ef c fi u i e n p o p o y s m n i e fr n e a d i r t ame t r t td t e sr c : h f to e mp r i si h s h g p u o s p r ma c n t p e r t n e sa e ; h t t o s e a t e r t a a i frp o u t n o y s m r d c s c n r t p o u t n i c t o c e e p o u t, t . e h o e i l ss o r d c i fg p u p o u t, o c ee r d csa d s i ae c n r t r d c s e c n w c b o l wal trasb t ia in o h s h g p u c me t a d at n in p o l ms r n lz d l ma e il yu i z t f o p o y s m e nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ, n t t r b e e a a y e . l o p e o a K e o d : h s h g p u , e al t r l , ea e t i gt , ou tb l y y W r s p o p o y s m n w w l mae i s d l y d et n i v l mesa i t a r e i
。 T 马
采 用 筛 分 工 艺 除 杂 是 基 于 磷 、 、 机 物 等 杂 质 氟 有 并 不 是 均 匀 分 布 在 磷 石 膏 中 , 同 粒 度 磷 石 膏 的 杂 质 不
含 量 存 在 显 著 差 异 的 原 理 。 因 此 , 有 当 杂 质 在 不 同 只
粒 径 磷 石 膏 颗 粒 中分 布 不 均 匀 时 才 使 用 该 预 处 理工
水 性 能 , 以 加 入 一 定 数 量 的粉 煤 灰 、 渣 等 含 有 活 性 可 矿 SO A1 成 分 的 外 加 剂 , 可 以 用 水 溶 性 聚 合 物 x i 、 O 也 t石 , 膏 制 品 进 行 改 l 理 , 可 以 涂 刷 或 覆 上 防水 层 。 i处 还
问题 , 目前 常 用 的 预 处 理 方 式 。 是 3 磷 石膏 在新 型墙材 中的主要 利用 途径及 注意 事项
31 . 生 产石 膏制 品
石 灰 中 和 是 往 磷 石 膏 中加 入 碱 性 改 性 剂 石 灰 , 石
灰 与 磷 石 膏 中可 溶 性 磷 和 氟 反 应 生 成 惰 性 物 质 , 而 从 消 除 可 溶 性 磷 和 氟 的不 利 影 响 。
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