氟石膏在水泥生产中的应用.pdf

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1、２０１４年第５期（总第１３４期）江西建材应用研究氟石膏在水泥生产中的应用■陈龙■乌兰察布中联水泥有限公司，内蒙古０１２４００摘要：三种不同的水泥缓凝剂（二水石膏、脱硫石膏和氟石膏）采用相同的水泥５试验结果配比、相同的混合材品种配制Ｐ．Ｏ４２．５等级水泥，对三种水泥进行物理５．１水泥检验结果性能检验，通过对试验数据的分析，确定在生产水泥中，氟石膏取代二水凝结时间／ｈ∶ｍｉｎ安定抗折强度／ＭＰａ抗压强度／ＭＰａ石膏和脱硫石膏是可行的。通过本次试验，可以为其它水泥缓凝剂的应品种ＳＯ３／％用研究提供参考。初凝终凝性３ｄ２８ｄ３ｄ２８ｄ关键词：缓凝剂水泥物理性能二水

2、石膏２∶２８３∶３３合格２．３０５．４８．３２５．３４８．９脱硫石膏２∶３５３∶４６合格２．４１５．４８．４２６．０４８．２１前言氟石膏３∶０３４∶３８合格２．７８５．３８．４２５．５５０．２随着我国现代工业的快速发展，工业废渣排放量也快速增加，在我区中部四子王旗出现大量的氟石膏堆放现象。从试验结果可以看出：氟石膏是氢氟酸生产过程中的副产品，是硫酸与萤石反应产出的（１）三种缓凝剂配制的水泥主要指标均符合国标ＧＢ１７５－２００７标以硫酸钙（ＣａＳ０４）为主的废渣，每生产１ｔ氢氟酸约产生４吨多氟石膏。准要求。刚出装置时氟石膏中含有残余的萤石与硫酸，其中氟及硫酸

3、含量（２）缓凝剂掺量相同时，使用氟石膏生产的水泥ＳＯ３含量最高，二较高，属腐蚀性强的有害固体废弃物，对植物、动物和人都具有极大的水石膏最低。副作用。其大部分在稍加中和处理后就作为一般固体废弃物堆存，直（３）缓凝剂掺量相同时，使用氟石膏生产的水泥凝结时间（初凝、接堆存不仅占用土地，还污染土壤和地下水资源。因此，处理和利用氟终凝）均较其它两种长，且初凝和终凝的间隔时间也较其它两种的长。石膏，使其变废为宝，对生态环境具有十分重要的意义。为此我们对氟（４）抗折强度和３ｄ抗压强度均无明显变化。石膏在水泥生产中的应用做了研究。（５）使用氟石膏生产的水泥２８ｄ抗压强度明

4、显高于其它两种，比２氟石膏的性质及化学成分二水石膏高１．３ＭＰａ比脱硫石膏高２．０ＭＰａ。氢氟酸的制备过程，即用萤石与硫酸在氟化氢反应器中反应生成５．２与外加剂试验结果氟化氢，其反应方程式为：Ｈ２ＳＯ４＋ＣａＦ２$２ＨＦ↑＋ＣａＳ０４该反应的固体生成物即为石膏（ＣａＳ０４），因它含有少量尚未反应的ＣａＦ２，所以又称掺不同水泥水外加剂初始３０ｍｉｎ６０ｍｉｎ石膏的扩展扩展扩展为氟石膏。氟石膏的组成及其化学成分分别参见表１、表２：重量／ｇ重量／ｇ掺量／％水泥度／ｃｍ度／ｃｍ度／ｃｍ表１氟石膏的组成（％）ＣａＳ０４ＣａＦ２ＣａＯＨ２Ｏ其它二水石膏２２４２１２２０

5、０８５４２２７脱硫石膏７００２０３１．０２００１８５１７０氟石膏２１８２０２１９５表２氟石膏的化学成分（％）备注环境、材料温度为２０℃无泌水保持较好ＬｏｓｓＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＭｇＯＳＯ３Ｃｌ－从试验结果可以看出：１．９９０．７１１．０００．２４３９．９２０．１５５３．７９０．００３（１）三种水泥对ＵＮＦ－５外加剂均适应，初始状态均无泌水现象，３试验水泥用材料及配比且６０ｍｉｎ后保持较好。３．１材料（２）相比较使用二水石膏配制的水泥初始扩展度和６０ｍｉｎ后的扩（１）熟料：我公司５０００ｔ／日的干法旋窑熟料，符合ＧＢ／Ｔ２１３７２－展度较其它两

6、种大；使用氟石膏配制的水泥介于二水石膏与脱硫石膏２００８标准要求。之间，初始扩展度和６０ｍｉｎ后的扩展度也较好。（２）凝灰岩：产自中管沟，符合ＧＢ／Ｔ２８４７－２００５标准要求。６经济效益分析（３）矿渣粉：产自河北宣化，符合ＧＢ／Ｔ１８０４６－２００８中Ｓ７５级标准在实际生产中，由于三种缓凝剂的品位不同，掺二水石膏时其掺量要求。达７％左右才能满足水泥中ＳＯ３的指标要求；掺脱硫石膏则需６％左右（４）二水石膏：产自锡盟阿旗，符合ＧＢ／Ｔ５４８３－２００８标准要求；脱才能满足要求；掺氟石膏则需４．５％可满足要求。由此可见，使用氟石硫石膏产自丰镇电厂，符合ＪＣ／Ｔ

7、２０７４－２０１１标准要求；氟石膏产自四膏要比其它两种石膏少掺约２％左右，也就是说能多掺２％左右的凝灰子王旗。岩。３．２配比按含税价凝灰岩１６．５元／吨、二水石膏１６２元／吨、脱硫石膏１２９元／吨、氟石膏１２０元／吨计算，使用氟石膏生产水泥时，每吨水泥配料熟料％二水石膏％脱硫石膏％氟石膏％凝灰岩％矿渣粉％成本比二水石膏低５．６１元；比脱硫石膏低２．１８元。按年产７０万吨水７７５／／８１０泥计算，比使用二水石膏可节约资金约３９０多万元，比使用脱硫石膏可７７／５／８１０节约资金１５０多万元。７７／／５８１０７结论通过试验研究和效益分析可见，用氟石膏代替二水石膏

8、和脱硫石４试验方法膏生产普通水泥是完全可行的，不但后期强度有所增长