磷石膏改性及其作水泥缓凝剂研究

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1、第!"卷第#期武汉理工大学学报89:;!"<9;#!$$%年#月&’()*+,’-.(/+*(*012)3045’-426/*’,’75>?@;!$$%===================================================================文章编号A#BC#DEE%#F!$$%G$#D$$!%D$%磷石膏改性及其作水泥缓凝剂研究杨淑珍宋汉唐杨新亚朱教群F武汉理工大学G摘要A对磷石膏的化学组成H矿物结构及其直接应用于水泥的危害作了详尽分析I对原状磷石膏进行了改性和在水泥中的应用研究I表明改性磷石膏是一种良好的天然石膏替

2、代品I并提出了改性磷石膏产品的制备及工艺流程J关键词A磷石膏K改性K水泥缓凝剂中图分类号ALM#CC;%NC"文献标识码AO磷石膏是磷化工企业废弃物I每年数千万吨的磷石膏不仅制约了磷化工企业的发展I而且占用土地H污染环境J因此I给磷石膏找出路是磷化工企业科技开发的重要问题J我国水泥企业每年要消耗大量天然石膏I将磷石膏代替天然石膏制作水泥I是磷石膏综合利用的首要途径I就此领域进行了广泛研究JQ磷石膏的剖析Q;Q磷石膏的化学组成分析磷石膏样品取自湖北某化工集团不同年代产出的磷石膏J其化学成分如表#J表Q磷石膏的化学组成RSTUVW!XY!W%O:!W%LVW!Z?W

3、[WUW%]!W"可溶]!W"新产出";"#$;!#!;$$$!P;^"$;"$E$;$^$;C_!;E$;!"_$;B!_%年";PB$;%!#;!%$;#%!P;EE$;##E$;#^$;C_!;E$;!"_$;B"年前SSSS%$;P%SE$;!%$;C_!;E$;!"_$;B由表#的化学组成可见I不同时间产出的磷石膏其UW较为稳定I但都含有一定量的有害组分]且%!W"I其组分有波动JQ;‘磷石膏的矿物组成分析对磷石膏作aD射线衍射H红外光谱H热分析及扫描电镜分析JaD射线衍射图中C;"P^HE;!BCH%;CPH%;$"H!;EE等衍射峰代表Z?UWE

4、b!c!W的衍射I说明不管堆放时间长短H磷石膏中的主要矿物是二水石膏K图中%;%E的衍射显示有少量的石英存在J新产出的磷石膏中还有微量的Z?UW衍射GJ堆放时间长IEF%;EP"f#f#f#Z?UWE水化成Z?UWEb!c!WJ新产出磷石膏的红外光谱图中%"EPdeH%E$"deH#B^BdeH#B!#f#显示的是Z?UW分子结构中Wcf的特征红外吸收I##E%def#f#f#deEb!c!WH###"deHBBPdeHB$!f#f#显示的是UW!f的特征红外吸收I进一步证明磷石膏中主要矿物为二水石膏J新产出磷石膏deHEB"deE的综合热分析图中显示了Z?UW

5、在加热过程中的脱水分解H相变及质量变化JEb!c!W上述这些分析结果相互映证I综合说明磷石膏中主要组成为二水石膏FZ?UW其含量为P$TEb!c!WGI左右I是一种有广泛应用前景的石膏资源JQ;g磷石膏直接用于水泥中的危害水泥企业每年需要大量的天然石膏J磷石膏在化学组成及结构上都与天然石膏类似I但长期未为水泥企业接纳I究其原因I主要是磷石膏直接应用于水泥时有三大危害J收稿日期A!$$!D##D$";万方数据作者简介A杨淑珍F#PECDGI女I教授K武汉I武汉理工大学材料研究与测试中心FE%$$C$G;$,武汉理工大学学报$--+年!月!"磷石膏中含有可溶性的#$

6、%&’它会使磷石膏呈酸性(可造成使用设备的腐蚀’$"磷石膏中可溶性的)!($*)+(,*#$%&会使水泥的凝结时间不正常(造成水泥快凝或凝结迟缓’还可能使水泥强度降低’因此(国外有的国家规定用于水泥缓凝剂的磷石膏其可溶#应为-’我国有关企业标准也规定用于水泥中的磷石膏其$%&可溶#磷石膏含水率高(一般为$-01+-0(直接用于水泥易造成下料仓结块(堵塞等现象’因$%&.-/!’+"此(要想将磷石膏应用于水泥企业(必须对原状磷石膏进行改性’2改性磷石膏产品研制2/3改性磷石膏缓凝剂研制磷石膏作为天然石膏替代品的改性研究(主要从以下几个方面入手’!"应消除有害可溶磷

7、(使磷石膏具有天然石膏的缓凝性能’$"改性后的磷石膏应能适当增强水泥的强度’+"改性后的磷石膏含水率应低(方便水泥企业使用’,"生产改性磷石膏投资少4成本低(能为企业创造效益’基于上述(采用添加工业废渣中的碱性钙质材料和晶种增强材料的办法可获得性能优良的改性磷石膏产品’添加碱性钙质材料可中和可溶磷并使其转化为表2改性磷石膏配料560难溶的磷酸钙矿物质(同时钙质材料也有粘结作用’掺磷石膏78797:7;加晶种增强材料(其反应物对磷石膏起固化增强作用(改性$<=&1>&+1=$1,?-1+且可作为水泥水化的晶种(有利于水泥的早强’这些添改性+<=&1>&+1=?$1

8、,-1+加剂均方便购买’