CN112978780B - 一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 - Google Patents
一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112978780B CN112978780B CN202110296234.5A CN202110296234A CN112978780B CN 112978780 B CN112978780 B CN 112978780B CN 202110296234 A CN202110296234 A CN 202110296234A CN 112978780 B CN112978780 B CN 112978780B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- aerated concrete
- autoclaved
- water
- washing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
- C01F11/468—Purification of calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/002—Water
- C04B22/0046—Waste slurries or solutions used as gauging water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,该方法采用加气混凝土生产过程中排放的蒸压凝结水洗涤净化磷石膏,并将洗涤水(洗涤磷石膏后的滤液)再用于加气混凝土的生产,充分利用加气混凝土蒸压凝结水的碱性热水特性,可有效中和磷石膏的酸性、去除可溶性P、F和有机质,同时利用溶解于洗涤水中的磷石膏抑制加气混凝土料浆静停发气过程中石灰的消解,整个工艺将磷石膏净化与加气混凝土生产有机“耦合”,实现无二次废水排放,达到“以废治废”效果。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏净化除杂技术领域,尤其是一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法。
背景技术
磷石膏是磷化工业生产的主要副产品,每生产1吨磷酸,约产生4-5吨磷石膏。近10年,我国磷石膏排放量就达到7.3吨左右,利用率仅30%左右。磷石膏大量堆积占用土地、污染环境,还存在溃坝安全隐患。在国家绿色低碳高质量发展的背景下,磷石膏的资源化利用迫在眉睫。磷石膏通常含有85%以上的二水石膏(CaSO4·2H2O),为资源化利用提供了较好的物质基础。磷石膏与天然石膏的主要成分皆是二水硫酸钙,都含有一定杂质。磷石膏中的杂质主要是游离磷酸、磷酸盐、氟化合物、铁、镁、铝、硅和有机物等,其中P和F是磷石膏中主要有害杂质,它们的存在影响了磷石膏的应用性能。磷石膏中可溶性P2O5会明显延缓建筑石膏胶凝材料的凝结时间。可溶性氟也会与石膏发生发应,释放一定的酸性,如用于某些需要碱性环境水化的胶凝材料***,会对材料的水化环境产生不利影响。有机物还会对半水石膏生成二水硫酸钙的反应有阻碍作用,因而也会明显延缓磷石膏胶凝材料的凝结时间。同时磷石膏中杂质还对磷石膏脱水得到的半水石膏胶凝材料水化硬化体结构产生较大的影响。因此,从磷石膏用于生产建筑石膏的角度来看,杂质的不利影响是非常明显的。目前解决这种影响的方法是对磷石膏进行预处理。磷石膏除杂主要有石灰中和法、酸解法、水洗法、浮选法、球磨法、筛分法、陈化法和煅烧法等。国内外学者对磷石膏的不同预处理方法进行了***研究。结果表明,在众多的磷石膏除杂净化技术中,水洗被认为是去除可溶性杂质最有效的手段之一。但由于水洗工艺需水量大,且存在二次排放废水问题,难以推广应用。
发明内容
鉴于水洗除杂工艺技术的不足,本发明的目的是将磷石膏净化除杂与蒸压加气混凝土生产有机“耦合”,采用加气混凝土砌块生产过程中排放的碱性热水净化磷石膏,将洗涤水再用于生产加气混凝土砌块,形成闭环,在降低洗涤需水量的同时,无二次排放废水问题。
本发明采用以下技术方案:
一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,该方法采用加气混凝土蒸压过程排放的碱性凝结热水对磷石膏进行洗涤净化处理,洗涤水再用于生产蒸压加气混凝土。
优选地,所述加气混凝土蒸压凝结水是蒸压釜泄压排气时产生的废水,总碱度为360~380mg/L、OH-含量为40~50mg/L。
优选地,所述磷石膏为工业湿法制磷酸的副产物,可以是新鲜磷石膏,也可以是陈化后的磷石膏。所述净化磷石膏的方法,具体包括以下步骤:
S1:往磷石膏中加入蒸压凝结水,湿法球磨,得到磷石膏料浆;
S2:搅拌洗涤,向湿磨后的磷石膏料浆中加入蒸压凝结水,搅拌、过滤、烘干得到净化磷石膏。
优选地,所述步骤S1中,磷石膏料浆含水率为35~55%,球磨10~15min。
优选地,所述步骤S1中,湿法球磨研磨体为陶瓷球,为 和共5种规格,和陶瓷球加入的比例(质量比)为(5-15):(15-25):(30-40):(15-25):(10-20),平均球径35~40mm,填充率39~45%。
优选地,所述步骤S2中,蒸压凝结水的量为使磷石膏料浆的固液比为1:(1~3),搅拌的速度为90-120r/min,搅拌的时间为15~20min。
优选地,所述步骤S2中,蒸压凝结水温度为45-80℃。
优选地,所述步骤S2中,蒸压凝结水的量为使磷石膏料浆的固液比为1:(1~3),搅拌的速度为100r/min,搅拌的时间为15~20min。
优选地,所述步骤S2中,蒸压凝结水温度为50℃。
优选地,所述步骤S2过滤得到的滤液再利用,将洗涤水泵送至蒸压加气混凝土制浆车间循环利用。用于加气混凝土硅质材料的湿法研磨和浇筑料浆的制备,整个工艺形成闭环,无二次废水排放。
本发明具有以下有益效果:
1、本申请中洗涤净化磷石膏所用加气混凝土蒸压凝结水为蒸压釜排放的碱性热废水,总碱度为360~380mg/L、OH-含量为40~50mg/L。而磷石膏呈酸性,pH值约2~3。与室温普通水相比,蒸压凝结水固有的碱性特质使得洗涤净化时,酸碱中和效果更好,另一方面由于温度较高,对可溶性P、F和有机质的净化效果也更优。
2、本申请中用于洗涤磷石膏的是加气混凝土生产过程中产生的蒸压凝结废水,同时将洗涤水再返回加气混凝土的生产,用于湿法研磨硅质材料和配制料浆,形成闭环,在有效利用废水的同时不产生新的废水,有效解决了磷石膏水洗净化工艺需水量大、存在二次排放废水问题。
3、在加气混凝土生产中,石膏的加入能促进坯体硬化,提高坯体早期强度,还能加速蒸压条件下钙硅体系的水热反应,促使CSH(B)向托贝莫莱石转化。但同时石膏会抑制石灰的消化,延缓发气时间,甚至导致料浆发气速度与稠化速度的不匹配,从而产生憋气塌模问题。因此,石膏是加气混凝土生产必要的调节剂,但掺量不能太高。实际生产中掺量一般按照10%为控制上限。本申请中磷石膏洗涤净化后的滤液中溶有少量二水石膏,洗涤后的中和水有利于加气混凝土的生产,不会对生产和产品质量造成不利影响。
4、本申请中磷石膏洗涤前采用陶瓷研磨体进行球磨,将磷石膏表面附着杂质剥离,同时使磷石膏晶体畸变、细化,将部分共晶磷提前释放。利用陶瓷球代替钢锻进行研磨,避免钢锻锈蚀,同时能减少球磨电耗20%,节能效果明显。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明作进一步详细的阐述,但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明,而非用于限制本发明的范围。
本发明所述实例中所用原材料为工业副产物,具体选择如下:
磷石膏:工业湿法制磷酸的副产物,可以是新鲜磷石膏,也可以是陈化磷石膏。
加气混凝土蒸压凝结水:加气混凝土蒸压工艺环节蒸压釜泄压时向外排放的凝结水,呈碱性,pH值约11.5,温度约80℃。
实施例1
一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,包括以下步骤:
S1:湿法球磨,往磷石膏中加入蒸压凝结水,使磷石膏料浆含水率为35%,球磨10min。
S2:搅拌洗涤,向湿磨后的磷石膏料浆中加入50℃的蒸压凝结水,使料浆固液比为1:1,以100r/min的速度,搅拌20min,经过滤、烘干得到净化磷石膏;
S3:滤液再利用,将磷石膏洗涤净化后的滤液泵送至蒸压加气混凝土制浆车间循环利用。
实施例2
一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,包括以下步骤:
S1:湿法球磨,往磷石膏中加入蒸压凝结水,使磷石膏料浆含水率为50%,球磨15min。
S2:搅拌洗涤,向湿磨后的磷石膏料浆中加入50℃的蒸压凝结水,使料浆固液比为1:2,以100r/min的速度,搅拌18min,经过滤、烘干得到净化磷石膏;
S3:滤液再利用,将磷石膏洗涤净化后的滤液泵送至蒸压加气混凝土制浆车间循环利用。
实施例3
一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,包括以下步骤:
S1:湿法球磨,往磷石膏中加入蒸压凝结水,使磷石膏料浆含水率为55%,球磨12min。
S2:搅拌洗涤,向湿磨后的磷石膏料浆中加入50℃的蒸压凝结水,使料浆固液比为1:3,以100r/min的速度,搅拌15min,经过滤、烘干得到净化磷石膏;
S3:滤液再利用,将磷石膏洗涤净化后的滤液泵送至蒸压加气混凝土制浆车间循环利用。
对比例1
在实施例1的基础上,区别在于湿磨、洗涤介质的不同,将加气混凝土蒸压凝结水换成普通水,其他与实施例1相同。
对比例2
在实施例1基础上,区别在于步骤2,改变蒸压凝结水温度,由50℃变成30℃,其他与实施例1相同。
对比例3
在实施例1基础上,区别在于步骤2,改变蒸压凝结水温度,由50℃变成80℃,其他与实施例1相同。
对实施例1~3和对比例1~3制备得到的磷石膏杂质含量进行测试,结果如表1、2所示。
表1陈化磷石膏净化后主要杂质含量测试结果
序号 | 水溶性P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量/% | 水溶性F<sup>-</sup>含量/% | pH |
原状陈化磷石膏 | 0.151 | 0.171 | 3.20 |
实施例1 | 0.076 | 0.062 | 4.40 |
实施例2 | 0.056 | 0.035 | 5.39 |
实施例3 | 0.047 | 0.028 | 5.79 |
对比例1 | 0.084 | 0.076 | 4.02 |
对比例2 | 0.101 | 0.078 | 4.03 |
对比例3 | 0.079 | 0.046 | 4.61 |
表2新鲜磷石膏净化后主要杂质含量测试结果
序号 | 水溶性P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量/% | 水溶性F<sup>-</sup>含量/% | pH |
原状新鲜磷石膏 | 0.426 | 0.403 | 3.03 |
实施例1 | 0.152 | 0.154 | 3.46 |
实施例2 | 0.141 | 0.122 | 4.06 |
实施例3 | 0.130 | 0.100 | 4.34 |
对比例1 | 0.259 | 0.195 | 3.24 |
对比例2 | 0.230 | 0.161 | 3.36 |
对比例3 | 0.219 | 0.141 | 3.48 |
由表1、2可知,本发明中,利用加气混凝土蒸压冷凝水洗涤净化磷石膏,其效果优于普通水,特别是对新鲜磷石膏的净化,效果尤为显著,在同等条件下,水溶性P2O5去除率((洗涤后的新鲜磷石膏中的P2O5检测值-原状新鲜磷石膏中的P2O5的含量)/原状新鲜磷石膏中的P2O5的含量)由39%提高到63%,水溶性F-去除率((洗涤后的新鲜磷石膏中的水溶性F-检测值-原状新鲜磷石膏中的水溶性F-的含量)/原状新鲜磷石膏中的水溶性F-的含量)由52%提高到62%。对陈化磷石膏进行净化,水溶性P2O5去除率((洗涤后的陈化磷石膏中的P2O5检测值-原状陈化磷石膏中的P2O5的含量)/原状陈化磷石膏中的P2O5的含量)由44%提高到50%,水溶性F-去除率((洗涤后的陈化磷石膏中的水溶性F-检测值-原状陈化磷石膏中的水溶性F-的含量)/原状陈化磷石膏中的水溶性F-的含量)由56%提高到64%。本发明无论是对新鲜磷石膏还是陈化磷石膏进行净化后均能达到《磷石膏》(GB/T23456-2018)一级指标要求。
将净化磷石膏后的滤液用于生产蒸压加气混凝土砌块。采用实施例1~3中的洗涤水代替普通水生产蒸压加气混凝土砌块,其结果如表3所示。
表3洗涤水生产蒸压加气混凝土砌块结果
由表3可知,通过微调配合比和浇筑温度,可将磷石膏洗涤水全部代替普通水用于生产蒸压加气混凝土砌块,产品质量可靠。
石灰的消化速度对蒸压加气混凝土发气的稳定性非常关键。在实际生产中由于石灰质量的波动,其消化速度往往不稳定,通常需加入石膏进行调节。由于洗涤水中溶有部分二水石膏,因此在配合比设计时无需加入石膏。由于二水石膏已提前溶于洗涤水中,对石灰消解的调节效果更好,有利于降低生产对石灰质量波动的敏感性。同时石灰消化放热峰后移,可适当提高浇筑温度进行前期调节补充。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法,其特征在于,该方法采用加气混凝土蒸压过程排放的碱性凝结热水对磷石膏进行洗涤净化处理,洗涤水再用于生产蒸压加气混凝土;
所述加气混凝土蒸压凝结水是蒸压釜泄压排气时产生的废水,总碱度为360-380mg/L、OH-含量为40~50mg/L;所述磷石膏为工业湿法制磷酸的副产物,可以是新鲜磷石膏,也可以是陈化后的磷石膏。
2.权利要求1任意一项所述净化磷石膏的方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
S1:往磷石膏中加入蒸压凝结水,湿法球磨,得到磷石膏料浆;
S2:搅拌洗涤,向湿磨后的磷石膏料浆中加入蒸压凝结水,搅拌、过滤、烘干得到净化磷石膏。
3.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S1中,磷石膏料浆含水率为35~55%,球磨10~15min。
4.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S1中,湿法球磨研磨体为陶瓷球,为φ60、φ50 、φ40、φ30和φ20共 5 种规格,φ60、φ50 、φ40、φ30和φ20陶瓷球加入的比例(质量比)为(5-15):(15-25):(30-40):(15-25):(10-20),平均球径35~40mm,填充率 39~45%。
5.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S2中,蒸压凝结水的量为使磷石膏料浆的固液比为1:(1~3),搅拌的速度为90-120r/min,搅拌的时间为15~20min。
6.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S2中,蒸压凝结水温度为45-80℃。
7.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S2中,蒸压凝结水温度为50℃。
8.根据权利要求2所述的净化方法,其特征在于,所述步骤S2过滤得到的滤液再利用,将滤液泵送至蒸压加气混凝土制浆车间循环利用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110296234.5A CN112978780B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110296234.5A CN112978780B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112978780A CN112978780A (zh) | 2021-06-18 |
CN112978780B true CN112978780B (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=76333524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110296234.5A Active CN112978780B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112978780B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113735496A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-03 | 山西省交通科技研发有限公司 | 一种固废基复合砂浆浸渍板及其制作方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1106726A (zh) * | 1994-02-14 | 1995-08-16 | 新疆维吾尔自治区阿克苏青松建材化工总厂 | “三废”自用干法混磨生产灰砂加气砼的方法 |
CN103708750B (zh) * | 2013-12-26 | 2015-09-16 | 中国地质大学(武汉) | 一种磷石膏的预处理工艺 |
CN104030722B (zh) * | 2014-06-24 | 2015-09-30 | 安徽省神洲建材科技有限公司 | 加气混凝土砌块的生产工艺 |
CN106977123A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-25 | 合肥学院 | 一种用于去除磷石膏中杂质氟的柠檬酸加水洗的工艺方法 |
CN108821619B (zh) * | 2018-06-11 | 2021-02-09 | 湖北远固新型建材科技股份有限公司 | 一种高强磷石膏与加气混凝土砌块联合生产废水回收***及工艺 |
-
2021
- 2021-03-19 CN CN202110296234.5A patent/CN112978780B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112978780A (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103508689B (zh) | 一种低成本制备α型半水石膏的方法及所制备的α型半水石膏及石膏砌块 | |
CN107056115B (zh) | 一种用于磷石膏基胶凝材料的促凝型早强剂及其制备方法 | |
CN110104984B (zh) | 一种基于改性复合脱水相的磷石膏矿渣水泥早强促凝剂 | |
CN104310836A (zh) | 改性磷石膏及其制备方法和用途 | |
CN108821686A (zh) | 一种铝钙碳酸盐复合胶凝材料的制备方法及产物 | |
CN112745045B (zh) | 一种工业废渣纳米活化浆料及其制备方法 | |
CN106882932A (zh) | 一种赤泥的综合利用方法 | |
CN107445498B (zh) | 一种磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的制备方法 | |
CN112125547A (zh) | 一种磷石膏基复合胶凝材料的制备方法 | |
CN112110661A (zh) | 一种磷石膏矿渣基水泥的制备方法 | |
CN112978780B (zh) | 一种利用加气混凝土蒸压凝结水净化磷石膏的方法 | |
CN111875338A (zh) | 一种负温钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 | |
CN112941632A (zh) | 一种常压下净化磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法 | |
CN113996639A (zh) | 一种钡渣和磷石膏协同无害化处理方法 | |
CN106698988B (zh) | 一种用碳酸盐岩改性磷石膏及其制备方法 | |
CN113526887A (zh) | 一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料及制备方法 | |
CN115947553B (zh) | 一种天然硬石膏制备α高强石膏的方法 | |
CN115925297B (zh) | 一种酸性磷石膏煅烧净化方法 | |
CN103524058A (zh) | 一种钢渣安定性处理方法 | |
CN116375376A (zh) | 一种电石渣球磨改性磷石膏水热制备短柱状α型半水石膏的方法 | |
CN102225781A (zh) | 一种水泥缓凝剂的制备方法 | |
CN115057639A (zh) | 一种氟石膏制备α半水石膏的方法 | |
CN115925301A (zh) | 一种混凝土废浆处理工艺及其混凝土制备方法 | |
CN114455975A (zh) | 一种利用钼尾矿浆制备蒸压加气混凝土制品的方法 | |
CN111018468B (zh) | 一种石膏砌块制备方法及由其制备的石膏砌块 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |