可用作水泥缓凝剂的工业石膏有哪些

可用作水泥缓凝剂的工业石膏有哪些（精选2篇）

可用作水泥缓凝剂的工业石膏有哪些 篇1

可用作水泥缓凝剂的工业石膏有哪些

为了降低水泥生产成本和大力开展工业废弃物的利用，人们不断寻找新的水泥缓凝剂品种。除了天然的二水石膏能够作为硅酸盐水泥水化时的缓凝剂之外，现代工业生产中的许多副产品石膏也能够起到缓凝剂的.作用。可用作水泥缓凝剂的工业石膏除磷石膏和氟石膏外，还有盐石膏、苏打石膏、钛石膏等。它们的来源和生成反应分别如下。

1）盐石膏。这是用海水制取NaCl过程中，钙化合物与硫酸盐反应时生成，其反应式为：

MgSO4?＋?CaCl2?＋?2H2O?=?MgCl2?+?CaSO4?・?2H2O

主要成分为硫酸钙，SO3含量高达46%。

2）苏打石膏。这是由苏打灰工业和人造丝工业中CaCl2?和NaSO4?反应生成，其反应式为：

CaCl2?＋?NaSO4?＋2H2O?=?CaSO4?・?2H2O?+?2NaCl

3）硫酸铵与Ca(OH)2?反应也生成石膏：

(NH4)2SO4?＋?Ca(OH)2?=?2NH3?＋?CaSO4?・?2H2O

硫酸钙中SO3含量也达到44?~?45%。

4）在硫酸铜或硫酸锌提纯过程中，钙化合物中和过量硫酸时也生成石膏：

H2SO4?＋?CaCO3＋?H2O?=?CaSO4?・?2H2O?＋?CO2

5）钛石膏。这是由在钛铁矿制TiO2?的过程中和过量硫酸生成石膏，其反应式为：

FeO?・?TiO2?+?2H2SO4??=?TiOSO4?＋?FeSO4?＋?2H2O

TiOSO4?＋?2H2O?=?TiO(OH)2?＋?H2SO4

FeSO4?(或H2SO4?)?＋?CaCO3（或Ca(OH)2）=?CaSO4?・?2H2O

6）用酸浸法制铁时以CaCO3和Ca(OH)2中和过量硫酸而生成石膏：

H2SO4?＋?CaCO3?＋?H2O?=?CaSO4?・?2H2O?＋?CO2

FeSO4?＋?Ca(OH)2?＋?2H2O?=?CaSO4?・?2H2O?＋?Fe(OH)2

7）磷石膏所含的水溶性P2O5?和F-?能显著地延缓水泥的凝结时间，并对水泥的水化发生不利影响，使早期强度有所降低。因此，用作缓凝剂的磷石膏，必须尽量除去杂质。

用半水石膏法生产磷酸时排出的磷石膏，其杂质含量比用二水石膏法排出的磷石膏低，而且比较容易通过水洗加以清除。

二水石膏法排出的磷石膏作缓凝剂时，必须进行化学处理，使水溶性杂质变成不溶性和非活性化合物，消除它们对水泥水化的有害作用。

对于半水、二水石膏法排出的磷石膏，可用下述两种方法清除杂质或使其纯化。其一，将湿法制磷酸的过滤工序排出的磷石膏滤饼用水往贮仓流送，借以进行强烈可用作水泥缓凝剂的工业石膏有哪些的水洗。其二，由于缺水不能洗涤滤饼时，用石灰乳中和磷石膏滤饼小的水溶性杂质，以降低杂质含量。若要最大限度地消除杂质的作用，或只允许使用少量含杂质高的磷石膏时，可用大量天然石膏或不含有害杂质的化工石膏与之混合使用。

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1 磷石膏的改性方法

1.1 水处理法

水处理法是先将磷石膏加一定量的水形成浆体, 再经真空过滤除去可溶性的磷酸盐, 然后进行制块烘干。这种方法工艺比较复杂, 真空过滤系统投资较大, 生产成本较高, 过滤出的酸性水必需进行处理, 以减少对环境的污染。

1.2 中和法

中和法是在磷石膏中加入碱性氧化物 (生石灰) , 将可溶性的磷酸盐转变为不溶性的磷酸钙, 再进行干燥, 加水造粒, 使之成为10~30mm的球粒即可。采用立窑水泥生料成球的方法, 使粉状磷石膏变为球状, 不仅便于运输, 也有利于在生产中使用。此方法简单易行, 利用小水泥厂淘汰的回转烘干机和成球盘作为主机, 可在磷石膏堆场附近生产, 其工艺流程见图1。采用这种方法需注意:

1) 必须保证出烘干机的磷石膏温度在800℃, 低于此温度时, 氟不能完全逸出, 改性效果不佳。

2) 成球盘加水喷头应安装调节阀, 以便调整加水量。水太小, 球不易形成, 球粒松散, 飞灰大;水太大, 磷石膏往往黏挂成球盘, 造成无法成球或球粒过大。加水量一般控制在20%左右, 成球刚开始时加水量可以大些, 当料粒在6~7mm时加水量减小。

3) 石灰的掺入量应根据磷石膏的p H值确定, 一般改性后的磷石膏p H值在5左右即可。

4) 成球盘的角度和加水喷头的位置可根据情况摸索调整, 以料球强度高、成球盘向外撒料顺畅为好。

5) 为防止干燥后的磷石膏二次污染, 烘干机上应安装收尘设备。

2 改性磷石膏和天然石膏对比试验

2.1 小磨试验

试验所用天然二水石膏的三氧化硫含量为48%, 其余物料化学成分见表1, 物料配比及水泥物理性能见表2。

%

从试验结果看, 磷石膏作为水泥缓凝剂, 对水泥

的强度无不良影响, 仅对水泥的凝结时间稍有影响, 但符合标准要求。

2.2 大磨试验

工业性生产试验在Φ2.4m×13m水泥磨系统进行。为了确保试验不影响正常生产和水泥销售, 采用32.5等级水泥进行对比试验。试验取样由原来1次/h调整为1次/20min, 以保证样品的代表性。试验方案和试验结果见表3。试验用磷石膏和天然石膏与小磨试验为同一样品。

从试验结果看, 改性磷石膏比天然石膏在水泥中的缓凝作用效果明显, 水泥强度和凝结时间与小磨试验结果也均相符。

另外, 磷石膏中还含有极少量的铀、钍、钒、钛及锗等放射性元素和稀有金属元素, 按照GB196—88《掺工业废渣建材产品放射性物质控制指标》规定, 当用作建筑材料时其内、外照射剂量限值MRa、My应小于1。根据测试结果, 国内磷矿生产的磷石膏此两项指标平均值分别为0.98和0.54, 符合国家标准。另外, 在实际生产中可将磷石膏与天然石膏混和使用, 可以进一步降低磷石膏的放射性。

3 磷石膏作水泥缓凝剂的优点

改性后的磷石膏较天然石膏作水泥缓凝剂具有以下优点:

1) 改性后的磷石膏中SO3含量高达45%以上, 且品质稳定, 缓凝效果好, 用量较天然石膏少, 水泥的SO3控制指标应低于天然石膏0.3%~0.5% (水泥中SO3含量不超过1.60%) , 有利于企业节约生产成本。

2) 改性后的磷石膏为10~30mm的圆料球, 使用中不需破碎, 简化生产工艺, 节约能耗和人工工资。入磨时计量方便, 入磨配比稳定均匀, 有利于稳定水泥质量。

3) 运输方便, 无扬尘, 无污染;使用方便, 不堵料, 不结仓, 减轻了工人的劳动强度。