專(zhuān)利名稱(chēng)：一種磷石膏燒結(jié)磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)磚，具體涉及一種利用磷石膏制成的燒結(jié)磚及其制備工藝。
背景技術(shù)：
磷肥行業(yè)每年生產(chǎn)1噸磷酸(折100% I32O5)就會(huì)產(chǎn)生5-6噸磷石膏，一個(gè)中型磷復(fù)肥生產(chǎn)企業(yè)，一年排放100萬(wàn)噸左右的磷石膏，我國(guó)每年的磷石膏的產(chǎn)出量為2000萬(wàn)噸。磷石膏是指磷酸生產(chǎn)過(guò)程中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物，其主要成分為硫酸鈣(俗稱(chēng)二水石膏)，此外還含有多種其他雜質(zhì)，為帶酸性的粉狀物。由于磷石膏中所含氟化物、游離磷酸、I32O5、磷酸鹽等雜質(zhì)是導(dǎo)致磷石膏在堆存過(guò)程中造成環(huán)境污染的主要因素， 磷石膏的大量堆存，不僅侵占了土地資源，由于風(fēng)蝕、雨蝕造成了大氣、水系及土壤的污染。磷石膏的堆存不僅浪費(fèi)了大量的資源，而且長(zhǎng)期堆存的磷石膏也產(chǎn)生了嚴(yán)重的二次污染。如何清理和處置堆存已久的磷石膏廢棄物已成為社會(huì)各界共同關(guān)注的問(wèn)題，如何有效地、因地制宜、循環(huán)利用磷石膏對(duì)資源再循環(huán)利用、建議節(jié)約型社會(huì)具有重要的意義。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑用磚的需求也越來(lái)越大。原來(lái)我國(guó)傳統(tǒng)的制磚技術(shù)是利用粘土燒結(jié)制磚，由于其需要大量采掘耕地，對(duì)基本農(nóng)田造成大量的破壞，國(guó)家明令禁止生產(chǎn)和使用粘土實(shí)心磚，限制生產(chǎn)和使用粘土多孔磚。因此一些磚瓦廠正面臨原材料短缺的發(fā)展困境。利用磷石膏替代粘土，生產(chǎn)燒結(jié)磚，不僅可避免其對(duì)環(huán)境的二次污染，幫助磷肥化工廠處理所產(chǎn)生的磷石膏廢棄物，而且可實(shí)現(xiàn)磚瓦廠的可持續(xù)發(fā)展。但是， 由于磷石膏本身成分和性能的復(fù)雜性，在制作燒結(jié)磚時(shí)燒結(jié)難度大，且燒結(jié)過(guò)程中易產(chǎn)生二氧化硫污染物，對(duì)環(huán)境造成一定的污染，無(wú)法達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的磷石膏燒結(jié)磚及其制備工藝。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚，其燒結(jié)原料，按絕干重量計(jì)，包括如下重量份的組分磷石膏17-29. 75重量份；煤矸石27. 6-41. 4或煤渣25. 5-38. 25重量份；河道淤泥22. 5-30重量份；干粉添加劑5-15重量份。所述絕干是指組分的含水率為0。本發(fā)明的含水率或含水量是指水份占總重量的比率。所述磷石膏是指磷肥廠中磷酸生產(chǎn)過(guò)程中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物， 其主要成分為二水硫酸鈣(俗稱(chēng)二水石膏)，此外還含有多種其他雜質(zhì)，為帶酸性的粉狀物。所述磷石膏可通過(guò)加水或烘干后獲得含水量為13-18%的磷石膏。為獲得含水率符合要求的磷石膏，可將磷石膏加水、烘干或與含水率更高的磷石膏摻和使用。所述河道淤泥是經(jīng)過(guò)陳化、脫水干燥處理的粘性淤泥。較佳的，所述河道淤泥的含水量為13-18%。為獲得符合要求的淤泥，可將河道淤泥與河道淤泥干粉摻和使用。河道淤泥干粉則是指河道淤泥進(jìn)一步干燥脫水至含水率小于5 %。所述干粉添加劑為現(xiàn)有技術(shù)中可獲得的成品燒結(jié)磚或半成品燒結(jié)磚經(jīng)粉磨獲得粒徑為0. l-3mm的粉磨料，也可以是本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚經(jīng)粉磨獲得粒徑為0. l_3mm的粉磨料。所述煤矸石、煤渣和干粉添加劑均可經(jīng)粉磨獲得所需粒徑的粉末。優(yōu)選的，所述煤矸石、煤渣和干粉添加劑的粒徑均為0. 1-0. 3mm。本發(fā)明磷石膏燒結(jié)磚的燒結(jié)原料中，可加入水或干燥以調(diào)節(jié)其含水率。較佳的，上述磷石膏燒結(jié)磚為多孔磚。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，包括下列步驟(1)、將磷石膏加水或烘干至含水量為13-18% ；(2)、將煤矸石和煤渣分別粉磨至粒徑均為0. l-3mm ；(3)、將河道淤泥經(jīng)陳化、脫水干燥處理成含水率為13-18%的粘性淤泥；0)、將成品燒結(jié)磚中的廢品或半成品廢坯粉碎磨成粒徑為0. l_3mm，獲得干粉添加劑；(5)、按照配比將處理好的各原料混合，陳化5-7天；(6)、燒結(jié)磚成型，干燥，經(jīng)隧道窯焙燒后出窯制得。較佳的，步驟(5)中，所述陳化的混合物的含水量控制為13-18%。較佳的，步驟(6)中，所述燒結(jié)磚成型時(shí)采用半硬擠壓，且半硬擠壓的壓力控制為 2. 1-2. 7MPa0較佳的，步驟(6)中，所述隧道窯焙燒的溫度控制為950-1050°C，焙燒時(shí)間為6_8 小時(shí)。較佳的，步驟(6)中，所述焙燒時(shí)采用平穩(wěn)升溫的方式，升溫速率控制為2_4°C / min0較佳的，步驟(6)中，隧道窯的排氣口處可加裝一個(gè)能除去二氧化硫的脫硫裝置， 所述的脫硫裝置可采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)脫硫裝置，以消除磷石膏在焙燒時(shí)所產(chǎn)生的少量二氧化硫污染物。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚通過(guò)組分和配比的恰當(dāng)控制，并通過(guò)控制陳化混合物的含水量，控制燒結(jié)磚成型所采用的半硬擠壓的壓力大小以及焙燒時(shí)的升溫速率和焙燒的溫度和時(shí)間，很好的解決了溫度變化帶來(lái)的爆裂現(xiàn)象，并除去了石膏因焙燒所產(chǎn)生的二氧化硫， 最終獲得了性能優(yōu)良的磷石膏燒結(jié)磚，其性能符合GB13M4-2000《燒結(jié)多孔磚》的性能要求。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚原料來(lái)源廣、使廢棄物磷石膏資源化，節(jié)省了土地資源，保護(hù)了耕地，充分利用了面廣量大且易產(chǎn)生污染的磷石膏廢棄物，變廢為寶并凈化了環(huán)境。獲得的磷石膏燒結(jié)磚保溫隔熱，抗震抗壓，無(wú)脫皮或 聲，不易碎，不易爆裂，成品率可高達(dá) 99%以上，適合工業(yè)大生產(chǎn)。
圖1磷石膏燒結(jié)磚的制備工藝流程
圖2磷石膏多孔燒結(jié)磚示意圖
具體實(shí)施例方式以下列舉具體實(shí)例以進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實(shí)例并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1磷石膏燒結(jié)磚，其燒結(jié)原料，按絕干重量計(jì)，包括如下重量份的組分磷石膏25. 5重量份；煤矸石32. 2重量份；河道淤泥沈.5重量份；干粉添加劑8重量份。上述煤矸石的粒徑為0. 1-0. 3mm,干粉添加劑的粒徑為0. 1-0. 3mm。磷石膏燒結(jié)磚的制備方法(如圖1所示的工藝流程圖，其中所采用的機(jī)器為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)設(shè)備)為將含水量為5%的磷石膏加水至含水量為13-18% ；將煤矸石和成品燒結(jié)磚粉磨至粒徑均為0. 1-0. 3mm ；將含水量為20-40 %的河道淤泥經(jīng)陳化、脫水烘干至含水率為 13-18% ；按照配比將煤矸石、河道淤泥和干粉添加劑一起加入磷石膏中混合并加水調(diào)整混合物的含水率為13-18%，陳化5-7天。陳化后，充分?jǐn)嚢琛?duì)輥機(jī)滾壓破碎、擠磚機(jī)擠壓成團(tuán)、擠壓成條后，壓制成磚坯體，其中燒結(jié)磚成型時(shí)采用半硬擠壓，且半硬擠壓的壓力控制為2. 1-2. 7MPa ；如圖2所示，磚坯1上的通孔包括一個(gè)大正方形通孔3和圍繞所述大正方形通孔的12個(gè)小正方形通孔2，切割獲得成型的多孔磚坯，干燥，經(jīng)隧道窯焙燒，升溫速率控制為2-4°C /分鐘，焙燒溫度控制在950-1050°C下，焙燒6_8小時(shí)，出窯制得。以產(chǎn)品脫皮、啞聲為不合格，成品率為99%，所得的磷石膏燒結(jié)磚符合GB13M4-2000燒結(jié)多孔磚》的性能要求。性能測(cè)試
權(quán)利要求
1.一種磷石膏燒結(jié)磚，其燒結(jié)原料，按絕干重量計(jì)，包括如下重量份的組分 磷石膏17-29. 75重量份；煤矸石27. 6-41.4或煤渣25. 5-38. 25重量份； 河道淤泥22. 5-30重量份；干粉添加劑5-15重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的磷石膏燒結(jié)磚，其特征在于，所述磷石膏為磷酸生產(chǎn)過(guò)程中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物，其主要成分為二水硫酸鈣。
3.如權(quán)利要求1所述的磷石膏燒結(jié)磚，其特征在于，所述河道淤泥是經(jīng)過(guò)陳化、脫水干燥處理的粘性淤泥，其含水量為13-18%。
4.如權(quán)利要求1所述的磷石膏燒結(jié)磚，其特征在于，所述煤矸石、煤渣和干粉添加劑的粒徑均為0. l-3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的磷石膏燒結(jié)磚，其特征在于，所述磷石膏燒結(jié)磚為多孔磚。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，包括下列步驟(1)、將磷石膏加水或烘干至含水量為13-18%；(2)、將煤矸石和煤渣分別粉磨至粒徑均為0.l-3mm ；(3)、將河道淤泥經(jīng)陳化、脫水干燥處理成含水率為13-18%的粘性淤泥；G)、將成品燒結(jié)磚中的廢品或半成品燒結(jié)磚粉碎磨成粒徑為0. l_3mm，獲得干粉添加劑；(5)、按照配比將處理好的各原料混合，陳化5-7天；(6)、燒結(jié)磚成型，干燥，經(jīng)隧道窯焙燒后出窯制得。
7.如權(quán)利要求6所述的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述陳化的混合物的含水率控制為13-18%。
8.如權(quán)利要求6所述的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述燒結(jié)磚成型時(shí)采用半硬擠壓，且半硬擠壓的壓力控制為2. 1-2. 7MPa。
9.如權(quán)利要求6所述的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述隧道窯焙燒的溫度控制為950-1050°C，焙燒時(shí)間為6-8小時(shí)。
10.如權(quán)利要求6所述的磷石膏燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述焙燒時(shí)采用平穩(wěn)升溫的方式，升溫速率控制為2-4°C /min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)磚，具體涉及一種利用磷石膏制成的燒結(jié)磚及其制備工藝。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚，其燒結(jié)原料，按絕干重量計(jì)，包括如下重量份的組分磷石膏17-29.75重量份；煤矸石27.6-41.4或煤渣25.5-38.25重量份；河道淤泥22.5-30重量份；干粉添加劑5-15重量份。本發(fā)明的磷石膏燒結(jié)磚原料來(lái)源廣、使廢棄物磷石膏資源化，節(jié)省了土地資源，保護(hù)了耕地，充分利用了面廣量大且易產(chǎn)生污染的磷石膏廢棄物，變廢為寶并凈化了環(huán)境。獲得的磷石膏燒結(jié)磚保溫隔熱，抗震抗壓，無(wú)脫皮或啞聲，不易碎，不易爆裂，成品率可高達(dá)99%以上，適合工業(yè)大生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B38/00GK102503517SQ20111035661
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者陳文光 申請(qǐng)人:上海鑫晶山建材開(kāi)發(fā)有限公司, 上海鑫晶山淤泥研發(fā)有限公司