磷石膏基胶凝材料制备理论及应用技术的研究

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1、分类号——UDC密级学校代码!!璺里Z武滗理歹大穿学位论文题目鐾丕壹基篮超挝盘鲍剑釜墨逾盈廑周垫盎盟宝英文ProcessingTheoryandApplicationTechnology题目基曼墨曼墼曼hQ￡!逸Q塑鱼QgYp墨旦堡旦垦墨皇鱼gb里墨坠垫里!垒墨!曼!研究生姓名蒸睦红指导教师姓名墨堡国职称童邀学位盥±430070申请学位级别盛±学科专业名称建筮盐盘鱼三猩论文提交Et期2Q!三生三月论文答辩日期2Q!三生§旦学位授予单位盛垫墨王盘鲎学位授予日期答辩委员会主席2013年5月AThesisSubmittedtoWuhanUniversityofTechno

2、logyfortheDoctor’SDegreeinEngineeringPROCESSINGTHEORYANDAPPLIC●▲TIoNTECHNoLoGYRESEARCHoFPHoSPHoGYPSUMBASEDGYPSUMPlASTERPh．D．Candidate：RuXiaohongSupervisor：Prof．MaBaoguoMajor：BuildingMaterialsandEngineeringWuhanUniversityofTechnologyWuhan430070，Hubei，P．R．ChinaMay,2013独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人

3、在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：蕴逢j纽日期：≤1』学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存

4、或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：盗趟垡得师(签名)i易幺遥J虱日期—么j二摘要磷石膏是湿法生产磷酸过程中排出的硫酸钙固体废弃物，通常以二水硫酸钙的形式存在，生产1吨P205约排放4．5--一5．5吨磷石膏。与天然石膏相比，磷石膏中通常含有磷、氟、有机物等成分影响其使用性能，并增加其利用成本，目前主要采用堆存处理。随着我国磷化工行业的迅速发展，2011年，我国磷石膏的新增年产量接近7千万吨，利用率不到20％，累计堆积量已经超过3亿吨，

5、不仅占用大量的土地、浪费资源，而且其中的有害组分还对周围土壤、植被、水系和空气造成严重的污染。2006年国家环保总局将磷石膏列为危险固体废弃物，磷石膏问题已经成为严重制约磷化工行业可持续发展和环境保护的世界难题。国内外利用磷石膏代替天然石膏制备胶凝材料方面存在的主要问题有：(1)磷石膏基胶凝材料的生产成本较高，尽管磷石膏中的Ca2S04"2H20含量很高，但其中的有害杂质对其应用性能影响很大，一般都需要预处理后才能使用，经预处理后的磷石膏与天然石膏相比不但价格方面没有任何优势，而且产品性能也存在一定的差异；(2)使用性能优异、附加值高的高强a半水石膏类胶凝材料要在高

6、温高压的蒸压气氛中制备，存在工艺复杂、能耗高、操作控制不便、性能不稳定、生产成本高的问题，从而限制了其广泛应用；(3)常压水热电解质溶液中制备a半水石膏具有反应条件温和、便于操作的特点，但目前的研究主要还集中在实验室和理论研究阶段，且限于天然石膏、脱硫石膏等杂质含量较少的原料。本研究依托“十二五”国家科技支撑计划项目“低成本、低能耗建筑节能技术集成研究与示范”(2011BAJ03803)、湖北省重大科技专项计划项目“磷化工副产物高效资源化利用与产业化”(DZS0005)以及湖北省研究与开发计划项目“磷石膏的综合利用”(2009BCB030)，针对磷石膏制备高强度石膏

7、胶凝材料的理论及工艺技术难题，探讨了磷石膏基石膏胶凝材料(PhosphogypsumBasedGypsumPlaster，简称PBGP)的制备体系设计与选择、原料预处理对PBGP形成及晶体形态调控的影响、杂质对PBGP水化硬化性能的影响以及PBGP制备工艺优化及应用技术，揭示了PBGP组成一结构一性能之间的相关规律，并形成了PBGP的制备工艺、晶形调控、性能优化及工业化应用的关键理论与技术。主要工作及成果如下：1、PBGP的体系设计与选择在85,～100。C水热环境中，分别以NaCI、CaCl：及其混合物为活度剂，研究了活度剂种类和浓度、固液比以及反应温度和时间