一种石质化磷石膏制品挤压生产方法与流程

[0001]
本发明属于固体废弃物资源化利用及装配式建筑材料技术领域，具体涉及一种石质化磷石膏制品挤压生产方法。


背景技术：

[0002]
磷石膏是高浓度磷肥生产过程中伴生的固体废弃物，通常以二水工艺为主，其主要成分为 caso4·
2h2o，质量含量通常在85％以上，与天然石膏类似，但因其含有可溶磷、共晶磷、有机物等杂质，在磷石膏制备的半水石膏水化时严重影响二水石膏的结晶习性，是造成磷石膏在传统建筑领域难以得到有效利用的主要原因，因此，磷石膏的资源化利用仍是一个世界性的难题，亦是制约磷化工产业可持续发展的关键因素之一。
[0003]
石膏制品具有凝固快、轻质、耐火、调湿、装饰等功能，故而在建筑领域具有十分广阔的应用市场，特别是随着我国装配式建筑的推行，石膏制板将体现其优越性而被广泛推广使用。然而，石膏产品因其自身耐水性差，无法满足建筑领域外墙及湿度大的沿海地区及华东地区一带使用，为了解决其耐水性问题，人们通常体用添加水泥及活性矿物提高磷石膏制品的软化系数，但仍然存在石膏占比少、强度低的问题。


技术实现要素：

[0004]
针对石膏制品现有技术的不足及磷石膏量大且集中的特点，本发明以大宗化利用为目的，在满足石膏制品物理性能的要求下，以β-半水石膏及二水石膏为主要材料，降低磷石膏预处理成本，并可根据不同使用要求调整物料配比生产各类石膏制品，为磷石膏全资源化利用提供切实可行的技术方案。
[0005]
本发明的目的在于提供一种石质化磷石膏制品挤压生产方法，其具有磷石膏掺量大，石膏制品物理性能好，石膏制品结构、类型调整容易等特点。
[0006]
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种石质化磷石膏制品挤压生产方法，以磷石膏为和胶结料作为主体材料，以增效剂和缓凝剂作为外加剂，包含如下步骤：（1）取磷石膏，磷石膏由β-半水石膏和二水石膏按质量比为1：0.5-3的比例配制而成，磷石膏的质量＞主体材料质量的90%；（2）取胶结料，选择水泥或熟料作为胶结料，胶结料的质量＜主体材料质量的10%；（3）取外加剂，增效剂的添加量为主体材料质量的0.3-0.8
‰
，缓凝剂的添加量为主材质量的0.1-0.5
‰
；（4）取工艺水，控制工艺水的加入量为主体材料质量的0.4-0.5（水灰比）倍；（5）溶解，将步骤（3）中所取的外加剂中的易溶部分溶解于步骤（4）中所取的工艺水中，得到混合液备用；（6）预混合，将步骤（1）中所取的磷石膏、步骤（2）中所取的胶结料以及步骤（3）所取的外加剂中的难溶部分置于搅拌器中混合；
（7）分散，向步骤（6）中所述的搅拌器中以喷雾的方式加入步骤（5）中所得的混合液，并控制搅拌器的搅拌速度为6r/s-9r/s，搅拌1min后取出混合料备用；（8）挤出，将步骤（7）中所得的混合料采用多螺杆挤压成型设备进行成型，得磷石膏制品；（9）养护，将步骤（8）中所得的磷石膏制品自然条件下养护1小时后脱模；对脱模后的磷石膏制品继续在自然条件下养护28d制得石质化磷石膏制品。
[0007]
优选的，步骤（2）中所述的水泥的标号≥p.i42.5，所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。
[0008]
优选的，步骤（3）中所述的增效剂由α石膏晶种、固结体制备的晶种和表面活性剂组成；所述的固结体由标号≥p.i42.5的水泥或熟料净浆固结后得到；所述的α石晶种与固结体制备的晶种的质量比为1：0.5-1；制备增效剂时，将α石晶种与固结体粉碎处理，确保所得的物料中粒径＜38μm的部分的质量百分比＞95%，α石晶种与固结体的添加量为主体材料质量的0.2-0.6
‰
；所述的表面活性剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，表面活性剂的添加量为主体材料质量的0.1-0.2
‰
。
[0009]
优选的，步骤（3）中所述的缓凝剂为赤砂糖、柠檬酸、多聚磷酸钠、动物蛋白中的至少一种。
[0010]
所述的易溶部分包括缓凝剂和表面活性剂，所述的难溶部分包括α石膏晶种和固结体制备的晶种。
[0011]
步骤（9）中所得的石质化石膏制品的体积密度为1.75
±
0.05g/cm3，抗压强度为20-40mpa，抗折强度为8-15mpa，软化系数＞0.7。
[0012]
步骤（9）中所得的石质化石膏制品外观结构为中空圆形、空心或实心长方形。
[0013]
本申请还可以根据使用途径调整物料配比，在软化系数达到使用要求的前提下，本申请所制得的石质化石膏制品可用作地下排水管、装配式建筑墙板或承重板使用。
[0014]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1. 本发明中磷石膏占主体材料质量的90%以上，磷石膏由β-半水石膏与二水石膏按1：0.5-3质量比配制而成，制品耐水性好，故而应用领域广，有利用磷石膏的大宗化利用；2. 本发明所实用的标号为p.i42.5及以上的水泥及水泥熟料均为大宗产品，来源广泛，用量占比为主材质量的10%以下，用量少。
[0015]
3. 本发明中的增效剂添加量为主材质量的0.1-0.2
‰
，制备容易，缓凝剂添加量为主材质量的0.1-0.5
‰
，均为市场常规产品，从而使得制备成本较低。
[0016]
4. 本发明所制得的石质化石膏制品与建筑石膏粉制备的石膏制品相比，其强度和转化系数高，可用于外墙和室外，应用领域广。
[0017]
5. 本发明所制得的石质化石膏制品与传统水泥-骨料制品相比，质量轻，更有利用在装配式建筑领域推广应用。
[0018]
6. 本发明的方法生产灵活，仅需要调整模具就可生产不同结构制品，在拓展磷石膏制品应用领域的同时还可节省投资。
附图说明
[0019]
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围不受实施例所限制。
[0021]
如附图1所示，本发明生产过程如下：根据磷石膏制品物理性能要求，按配料比称取由β-半水石膏和二水石膏构成的磷石膏，p.i42.5及以上标号水泥或熟料为胶结料，启动搅拌机，通过螺旋给料机送入搅拌槽，边加料边搅拌，同时加入增效剂中不溶性成分：α石膏晶种和水泥或固结体制备的晶种，充分搅拌混合，然后采用喷雾方式加入计量且溶有表面活性剂和缓凝剂的工艺水，充分混合后由皮带输送机送入挤压成型机料仓，振动给料，制备结构各异的石膏制品，石膏制品可根据需要生产：空心石膏板、实心研究板、排水管及其它结构件等，经自然养护后即为石质化石膏制品。
[0022]
实施例1按总配料质量500kg计，石膏用量占主材质量的96%，按1：3质量比称量β-半水石膏和二水石膏共计480kg、普通硅酸盐p.i42.5水泥20公斤占比4%，分别经螺旋输送机送入已启动的搅拌槽中，同时按下述配料加入晶种：α石膏晶种与固结体制备的晶种的添加量之和为主材质量的0.4
‰
，二者质量比为1：1，且添加的α石膏晶种中粒径小于38μm的质量占比为95%、固结体制备的晶种中粒径小于38μm的质量占比97%；固结体由标号为p.i42.5的水泥固结后得到，按水灰比0.50 称量250kg工艺水，称取主材质量0.2
‰
的十二烷基苯磺酸钠0.1kg、0.3
‰
的动物蛋白0.15kg，溶于工艺水中，待干物料混合充分后采用喷雾方式加上述入工艺水，混合均匀后由皮带送至挤压机料箱，振动给料入挤压室，经挤压后制备石膏制品，自然养护达龄期后检测切割成40
×
40
×
160mm的长方块，进行物理性能检测，检测结果为：干密度为1.70g/cm3，抗折强度8.0mpa、抗压强度为20.0mpa、软化系数0.71。
[0023]
实施例2按总配料质量500kg计，磷石膏用量占主材质量的91%，按1：0.5质量比称量β-半水石膏和二水石膏共计455kg、普通硅酸盐水泥熟料45公斤占比9%，分别经螺旋输送机送入已启动的搅拌槽中，同时按下述配料加入晶种：α石膏晶种与固结体制备的晶种的添加量之和为主材质量的0.6
‰
，二者质量比为1：1，且添加的α石膏晶种中粒径小于38μm的质量占比98%、固结体制备的晶种中粒径小于38μm的质量占比97%；所述的固结体由熟料净浆固结后得到；按水灰比0.4 称量200kg工艺水，称取主材质量0.1
‰
十二烷基苯磺酸钠0.05kg、0.1
‰
的赤砂糖0.05kg溶于工艺水中，待干物料混合充分后采用喷雾方式加上述入工艺水，混合均匀后由皮带送至挤压机料箱，振动给料入挤压室，经挤压后制备石膏制品，自然养护达龄期后检测切割成40
×
40
×
160mm的长方块，进行物理性能检测，检测结果为：干密度为1.80g/cm3，抗折强度15.0mpa、抗压强度为40.0mpa、软化系数0.98。
[0024]
实施例3按总配料质量500kg计，石膏用量占主材质量的93%，按1：1质量比称量半水石膏和二水石膏共计465kg、普通硅酸盐水泥熟料35公斤占比7%，分别经螺旋输送机送入已启动的搅拌槽中，同时按下述配料加入晶种：α石膏晶种与固结体制备的晶种的添加量之和为主材质量的0.2
‰
，二者质量比为1：1，且添加的α石膏晶种中粒径小于38μm的质量占比98%、固结体制备的晶种中粒径小于38μm的质量占比95%；所述的固结体由熟料净浆固结后得到；按水灰比
0.45 称量225kg工艺水，称取主材质量0.2
‰
木质素磺酸钠和木质素磺酸钙0.1kg，二者质量比为1：1、0.5
‰
的柠檬酸与多聚磷酸钠0.25kg，二者质量比为3：7，溶于工艺水中，待干物料混合充分后采用喷雾方式加上述入工艺水，混合均匀后由皮带送至挤压机料箱，振动给料入挤压室，经挤压后制备石膏制品，自然养护达龄期后检测切割成40
×
40
×
160mm的长方块，进行物理性能检测，检测结果为：干密度为1.75g/cm3，抗折强度10.5mpa、抗压强度为32.0mpa、软化系数0.82。
[0025]
实施例4按总配料质量500kg计，石膏用量占主材质量的95%，按1：2质量比称量半水石膏和二水石膏共计475kg、普通硅酸盐p.i42.5水泥25公斤占比5%，分别经螺旋输送机送入已启动的搅拌槽中，同时按下述配料加入晶种：α石膏晶种与固结体制备的晶种的添加量之和为主材质量的0.5
‰
，二者质量比为1：1，且添加的α石膏晶种中粒径小于38μm的质量占比为97%、固结体制备的晶种中粒径小于38μm的质量占比为96%；所述的固结体由熟料净浆固结后得到；按水灰比0.42 称量210kg工艺水，称取主材质量0.15
‰
木质素磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠0.075kg，二者质量比为1：2、0.4
‰
的赤砂糖、柠檬酸与动物蛋白0.20kg，三者质量比为1：1：2，溶于工艺水中，待干物料混合充分后采用喷雾方式加上述入工艺水，混合均匀后由皮带送至挤压机料箱，振动给料入挤压室，经挤压后制备石膏制品，自然养护达龄期后检测切割成40
×
40
×
160mm的长方块，进行物理性能检测，检测结果为：干密度为1.77g/cm3，抗折强度9.4mpa、抗压强度为28.5mpa、软化系数0.79。

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