專利名稱：一種磷石膏燒結磚及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種燒結磚，具體涉及一種利用磷石膏制成的燒結磚及其制備工藝。
背景技術：
磷肥行業每年生產1噸磷酸(折100% I32O5)就會產生5-6噸磷石膏，一個中型磷復肥生產企業，一年排放100萬噸左右的磷石膏，我國每年的磷石膏的產出量為2000萬噸。磷石膏是指磷酸生產過程中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢棄物，其主要成分為硫酸鈣(俗稱二水石膏)，此外還含有多種其他雜質，為帶酸性的粉狀物。由于磷石膏中所含氟化物、游離磷酸、I32O5、磷酸鹽等雜質是導致磷石膏在堆存過程中造成環境污染的主要因素， 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了大量的資源，而且長期堆存的磷石膏也產生了嚴重的二次污染。如何清理和處置堆存已久的磷石膏廢棄物已成為社會各界共同關注的問題，如何有效地、因地制宜、循環利用磷石膏對資源再循環利用、建議節約型社會具有重要的意義。隨著我國基礎建設的快速發展，建筑用磚的需求也越來越大。原來我國傳統的制磚技術是利用粘土燒結制磚，由于其需要大量采掘耕地，對基本農田造成大量的破壞，國家明令禁止生產和使用粘土實心磚，限制生產和使用粘土多孔磚。因此一些磚瓦廠正面臨原材料短缺的發展困境。利用磷石膏替代粘土，生產燒結磚，不僅可避免其對環境的二次污染，幫助磷肥化工廠處理所產生的磷石膏廢棄物，而且可實現磚瓦廠的可持續發展。但是， 由于磷石膏本身成分和性能的復雜性，在制作燒結磚時燒結難度大，且燒結過程中易產生二氧化硫污染物，對環境造成一定的污染，無法達到產業化的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型的磷石膏燒結磚及其制備工藝。本發明的磷石膏燒結磚，其燒結原料，按絕干重量計，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過程中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢棄物， 其主要成分為二水硫酸鈣(俗稱二水石膏)，此外還含有多種其他雜質，為帶酸性的粉狀物。所述磷石膏可通過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。所述河道淤泥是經過陳化、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一步干燥脫水至含水率小于5 %。所述干粉添加劑為現有技術中可獲得的成品燒結磚或半成品燒結磚經粉磨獲得粒徑為0. l-3mm的粉磨料，也可以是本發明的磷石膏燒結磚經粉磨獲得粒徑為0. l_3mm的粉磨料。所述煤矸石、煤渣和干粉添加劑均可經粉磨獲得所需粒徑的粉末。優選的，所述煤矸石、煤渣和干粉添加劑的粒徑均為0. 1-0. 3mm。本發明磷石膏燒結磚的燒結原料中，可加入水或干燥以調節其含水率。較佳的，上述磷石膏燒結磚為多孔磚。本發明的磷石膏燒結磚的制備方法，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)、燒結磚成型，干燥，經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，所述燒結磚成型時采用半硬擠壓，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，焙燒時間為6_8 小時。較佳的，步驟(6)中，所述焙燒時采用平穩升溫的方式，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能除去二氧化硫的脫硫裝置， 所述的脫硫裝置可采用現有技術中的常規脫硫裝置，以消除磷石膏在焙燒時所產生的少量二氧化硫污染物。本發明的磷石膏燒結磚通過組分和配比的恰當控制，并通過控制陳化混合物的含水量，控制燒結磚成型所采用的半硬擠壓的壓力大小以及焙燒時的升溫速率和焙燒的溫度和時間，很好的解決了溫度變化帶來的爆裂現象，并除去了石膏因焙燒所產生的二氧化硫， 最終獲得了性能優良的磷石膏燒結磚，其性能符合GB13M4-2000《燒結多孔磚》的性能要求。本發明的磷石膏燒結磚原料來源廣、使廢棄物磷石膏資源化，節省了土地資源，保護了耕地，充分利用了面廣量大且易產生污染的磷石膏廢棄物，變廢為寶并凈化了環境。獲得的磷石膏燒結磚保溫隔熱，抗震抗壓，無脫皮或 聲，不易碎，不易爆裂，成品率可高達 99%以上，適合工業大生產。
圖1磷石膏燒結磚的制備工藝流程
圖2磷石膏多孔燒結磚示意圖
具體實施例方式以下列舉具體實例以進一步闡述本發明，應理解，實例并非用于限制本發明的保護范圍。實施例1磷石膏燒結磚，其燒結原料，按絕干重量計，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。磷石膏燒結磚的制備方法(如圖1所示的工藝流程圖，其中所采用的機器為現有技術中的常規設備)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整混合物的含水率為13-18%，陳化5-7天。陳化后，充分攪拌、對輥機滾壓破碎、擠磚機擠壓成團、擠壓成條后，壓制成磚坯體，其中燒結磚成型時采用半硬擠壓，且半硬擠壓的壓力控制為2. 1-2. 7MPa ；如圖2所示，磚坯1上的通孔包括一個大正方形通孔3和圍繞所述大正方形通孔的12個小正方形通孔2，切割獲得成型的多孔磚坯，干燥，經隧道窯焙燒，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，出窯制得。以產品脫皮、啞聲為不合格，成品率為99%，所得的磷石膏燒結磚符合GB13M4-2000燒結多孔磚》的性能要求。性能測試
權利要求
1.一種磷石膏燒結磚，其燒結原料，按絕干重量計，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.如權利要求1所述的磷石膏燒結磚，其特征在于，所述磷石膏為磷酸生產過程中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢棄物，其主要成分為二水硫酸鈣。
3.如權利要求1所述的磷石膏燒結磚，其特征在于，所述河道淤泥是經過陳化、脫水干燥處理的粘性淤泥，其含水量為13-18%。
4.如權利要求1所述的磷石膏燒結磚，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.如權利要求1所述的磷石膏燒結磚，其特征在于，所述磷石膏燒結磚為多孔磚。
6.如權利要求1-5任一所述的磷石膏燒結磚的制備方法，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)、將成品燒結磚中的廢品或半成品燒結磚粉碎磨成粒徑為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)、燒結磚成型，干燥，經隧道窯焙燒后出窯制得。
7.如權利要求6所述的磷石膏燒結磚的制備方法，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.如權利要求6所述的磷石膏燒結磚的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述燒結磚成型時采用半硬擠壓，且半硬擠壓的壓力控制為2. 1-2. 7MPa。
9.如權利要求6所述的磷石膏燒結磚的制備方法，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，焙燒時間為6-8小時。
10.如權利要求6所述的磷石膏燒結磚的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述焙燒時采用平穩升溫的方式，升溫速率控制為2-4°C /min。
全文摘要
本發明涉及一種燒結磚，具體涉及一種利用磷石膏制成的燒結磚及其制備工藝。本發明的磷石膏燒結磚，其燒結原料，按絕干重量計，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。本發明的磷石膏燒結磚原料來源廣、使廢棄物磷石膏資源化，節省了土地資源，保護了耕地，充分利用了面廣量大且易產生污染的磷石膏廢棄物，變廢為寶并凈化了環境。獲得的磷石膏燒結磚保溫隔熱，抗震抗壓，無脫皮或啞聲，不易碎，不易爆裂，成品率可高達99%以上，適合工業大生產。
文檔編號C04B38/00GK102503517SQ20111035661
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者陳文光 申請人:上海鑫晶山建材開發有限公司, 上海鑫晶山淤泥研發有限公司