一種蒸壓黃磷爐渣路面磚及其制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種蒸壓黃磷爐渣路面磚及其制作方法，由黃磷爐渣粉、粒狀黃磷爐渣、生石灰粉、磷石膏制成，將干燥的黃磷爐渣研磨成粉狀；再與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏混合，加水攪拌混合均勻；制作磚坯體；蒸汽養護制得成品。本發明蒸壓黃磷爐渣路面磚優于普通的路面磚產品，其成分簡單，減少了原料種類的投入，采用不同細度的黃磷爐渣搭配來作為復合激發劑，取得了意想不到的效果；在制作過程中，提供了較好的激發條件，并且生產過程易于控制，產品質量較為穩定；在沒有使用水泥的情況下，既保證強度達到路面磚的使用要求，降低了生產成本，又有效利用了黃磷爐渣資源；雖然降低了磷石膏的用量，但解決了蒸壓磷渣磚不適于路面砌筑的問題。
【專利說明】一種蒸壓黃磷爐渣路面磚及其制作方法【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑材料領域，尤其涉及一種蒸壓黃磷爐渣路面磚及其制作方法。
【背景技術】
[0002]作為熱法磷酸的中間產品，黃磷的需求量與日俱增。相應的，黃磷生產過程中產生的黃磷爐渣也隨之增加。黃磷礦渣是黃磷生產過程中由磷灰石、石英、焦碳在電弧爐中，以1600°C左右高溫熔煉，發生下列反應而排出的廢渣，其主要組成為CasiO3:
[0003]2Ca3 (PO4) 2+6Si02+10C — 6Casi03+10C0 f +P4
[0004]目前，國內每生產It黃磷將產生8~IOt黃磷爐渣。由于黃磷爐渣的無控制排放，極易對周邊的大氣、水、土壤和生態環境造成不可恢復的污染。目前國內對黃磷爐渣的有效利用率很低。
[0005]據不完全統計，我國的磷石膏廢渣每年排放量已達4000萬t以上，而利用率僅為
4.1%-4.5%。目前，國內的磷化工企業在濕法磷酸生產過程中產生了大量磷石膏，對環境造成了不良影響。如何有效處理磷石膏廢渣已成為磷化工企業面臨的難題。
[0006]路面磚，是指一種鋪地材料，主要是以水泥，石子，沙子做原料，經加工、振動加壓或其他成型工藝制成， 用于鋪設城市道路人行道、城市廣場等的混凝土路面及地面工程的塊、板等，對磚的強度要求較高。在現有技術中，常見的路面磚是以水泥為主要原料的混凝土路面磚，由于路面磚用量很大，且對強度要求較高，因此其生產成本較高。然而，在現有技術中，以磷石膏和/或磷渣為主要原料制成的蒸壓磚雖然成本較低，但都不適于路面砌筑。
[0007]如CN101684675B公開的一種蒸壓磷石膏磚及其制備方法，是由以下重量份的原料制備而得:磷石膏60-80份，中和改性劑3.9-7.8份，活性摻合材料15-30份，膠結骨料1-2份，激發劑0.1-0.2份，水10-15份，所述中和改性劑為電石渣或石灰渣，所述活性摻合材為鋅冶煉水渣、沸騰爐燃煤渣、鏈排爐燃煤渣中的任意一種或幾種，所述膠結骨料為建筑砂，所述激發劑為芒硝或元明粉。該方案的不足之處在于，采用磷石膏作為主要原料，其中的氟化物、游離磷酸、P2O5、磷酸鹽等雜質容易造成環境污染；采用芒硝或者元明粉作為激發劑，激發效果不夠理想，且提高了生產成本；制得的蒸壓磷石膏磚強度僅達到15~30MPa，無法滿足路面磚的實際使用需要。又如CN101519896B公開的蒸壓磷石膏磚及其制備方法，由重量配比為二水石膏40-70%，磷渣粉或水泥15-45%，石灰2-6%，骨料10-25%的物料加水攪拌至水分8~10%，制成坯料送入自動液壓壓磚機的模具壓制成磚坯，經0.8~1.3MPA的飽和蒸汽養護而成；所述膠結材料為磷渣粉或水泥；所述骨料是顆粒在I~5mm，含Si02>40%的砂、石屑或爐渣。該技術方案的不足在于，二水石膏在原料中所占比重較大，適于墻體砌筑而不適于路面砌筑，因其抗壓強度不夠高且含水量會變化而產生較大的體積變化，用于路面砌筑可能會導致路面開裂。可見，蒸壓磷渣磚并不適于路面砌筑。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種的蒸壓黃磷爐渣路面磚及其制作方法，解決了現有技術中黃磷爐渣有效利用率低、對環境污染大的問題，以及普通磷渣磚強度不高、成本高、不適于路面砌筑的問題。
[0009]一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，由黃磷爐渣粉、粒狀黃磷爐渣、生石灰粉、磷石膏制成，所述原料的質量百分比為:
[0010]黃磷爐渣粉30%~60% ；
[0011 ] 粒狀黃磷爐渣20%~55% ；
[0012]生石灰粉0.5%~5% ；
[0013]磷石膏5%~20%。
[0014]進一步的，所述原料的質量百分比為:
[0015]黃磷爐渣粉40%~50% ；
[0016]粒狀黃磷爐渣30%~45% ；
[0017]生石灰粉2%~5% ；
[0018]磷石膏10% ~15%。
[0019]更進一 步的，所述原料的質量百分比為:
[0020]黃磷爐渣粉45% ；
[0021]粒狀黃磷爐渣40%;
[0022]生石灰粉3%;
[0023]磷石膏12%。
[0024]所述黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量≤4.5%。
[0025]所述黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率≥90%。
[0026]所述粒狀黃磷爐渣的細度在1.0~5.0mm。
[0027]所述生石灰粉的有效CaO含量≥50%,細度為200目，過篩率≤75%。
[0028]所述憐石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量為10~12%。
[0029]上述蒸壓黃磷爐渣路面磚的制作方法，其特征在于:由黃磷爐渣粉、粒狀黃磷爐渣、生石灰粉、磷石膏按照以下方法制成:
[0030]( 1)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0031](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0032](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為7%~10%的混合物料；
[0033](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0034](5)通過L 55~L 65MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0035]本發明的有益效果:
[0036]與現有技術相比，本發明蒸壓黃磷爐渣路面磚優于普通的路面磚產品，其成分簡單，減少了原料種類的投入，采用不同細度的黃磷爐渣搭配來作為復合激發劑，取得了意想不到的效果；在制作過程中，通過制作步驟的安排，提供了較好的激發條件，并且生產過程易于控制，產品質量較為穩定；在沒有使用水泥的情況下，既保證強度達到了路面磚的使用要求，降低了生產成本，又有效利用了黃磷爐渣資源，避免了黃磷爐渣對生態環境的不利影響；雖然降低了磷石膏的用量，但是同時解決了普通的蒸壓磷渣磚不適于用作路面磚的問題。采用本發明生產的路面磚，抗壓強度可達到30~65MPa，抗折強度在7.0~20.0MPa,耐磨度> 1.2，吸水率< 10%，適用于公路工程和市政工程中的主體工程和裝飾工程。
[0037]黃磷爐渣的主要成分為CaO和SiO2,兩者總含量平均在90%以上，此外還有少量的TiO2、Fe2O3、P205、Mg0、F、K2O和Na2O等。 申請人:經多年研究發現，粉狀的黃磷爐渣粉和粒狀黃磷爐渣具有潛在的激活劑作用，意即細度達到一定程度的黃磷爐渣可起到激發劑的作用。本發明所用的黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%，黃磷爐渣粉的細度是200目過篩率> 90% ;粒狀黃磷爐渣的細度在1.0~5.0mm ;生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度是200目，過篩率≥75% ;磷石膏中的P2O5含量< 3.5%、水份含量在10~12%。為制得高抗壓強度的路面磚奠定了物質基礎。
【具體實施方式】
[0038]下面結合具體實施例來描述本發明的技術方案。以下所述為本發明的較佳實施例，可用于解釋和支持本發明，但不對本發明作任何形式上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，以及依據本發明的技術實質對以下實施例所作的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
[0039]實施例1
[0040]按2000塊批量試驗量進行原料準備，黃磷爐渣粉3600kg，粒狀黃磷爐渣1200kg，生石灰粉180kg，磷石膏1020kg。
[0041]先將干燥的黃磷爐渣研磨成粉狀；再將黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按比例進行均勻計量配料；再加水攪拌混合均勻，控制其水份含量在7% ;利用制磚機制作磚還體；通過1.55MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0042]成品檢測結果:
[0043]抗壓強度:64 .7M Pa ；
[0044]抗折強度:20.8MPa ；
[0045]耐磨度:1.5;
[0046]吸水率:6.9%。
[0047]實施例2
[0048]按2000塊批量試驗量進行原料準備，黃磷爐渣粉1800kg，粒狀黃磷爐渣3300kg，生石灰粉130kg,磷石膏770kg。
[0049]先將干燥的黃磷爐渣研磨成粉狀；再將黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按比例進行均勻計量配料；再加水攪拌混合均勻，控制其水份含量在8% ;利用制磚機制作磚還體；通過1.60MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0050]成品檢測結果:
[0051]抗壓強度:55.3MPa ;
[0052]抗折強度:17.8MPa ;
[0053]耐磨度:1.2;
[0054]吸水率:6.9%。
[0055]實施例3
[0056]按2000塊批量試驗量進行原料準備，黃磷爐渣粉2400kg，粒狀黃磷爐渣3000kg，生石灰粉IOOkg,磷石膏500kg。
[0057]先將干燥的黃磷爐渣研磨成粉狀；再將黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按比例進行均勻計量配料；再加水攪拌混合均勻，控制其水份含量在10% ;利用制磚機制作磚還體；通過1.55MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0058]成品檢測結果:
[0059]抗壓強度:53.9MPa ；
[0060]抗折強度:9.2MPa ；
[0061]耐磨度:1.3;
[0062]吸水率:9.7%。
[0063]實施例4
[0064]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉30% ;粒狀黃磷爐渣55% ;生石灰粉5% ;磷石膏10%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在1.0。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量為10%。制法如下:
[0065]( 1)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0066](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0067](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為9%的混合物料；
[0068](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0069](5)通過1.65MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0070]實施例5
[0071 ] 稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉60% ;粒狀黃磷爐渣20% ;生石灰粉0.5% ;磷石膏19.5%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率≥ 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在2.0mm。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率≥75%。磷石膏中的P2O5含量< 3.5%，含水量為11%。制法如下:
[0072]( 1)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0073](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0074](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為8%的混合物料；
[0075](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0076](5)通過1.60MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0077]實施例6
[0078]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉60% ;粒狀黃磷爐渣30% ;生石灰粉5% ;磷石膏5%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在3.0mm。生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量為12%。制法如下:
[0079]( I)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；[0080](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0081](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為7%的混合物料；
[0082](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0083](5)通過1.55MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0084]實施例7
[0085]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉40% ;粒狀黃磷爐渣45% ;生石灰粉2% ;磷石膏13%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在4.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率≥75%。磷石膏中的P2O5含量≥3.5%，含水量為10.5%。制法如下:
[0086]( I)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0087](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0088](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為10%的混合物料；
[0089](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0090](5)通過1.60MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0091]實施例8
[0092]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉50% ;粒狀黃磷爐渣30% ;生石灰粉5% ;磷石膏15%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在5.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率≥75%。磷石膏中的P2O5含量≥3.5%，含水量為11.5%。制法如下:
[0093]( I)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0094](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0095](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為8%的混合物料；
[0096](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0097](5)通過1.55MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0098]實施例9
[0099]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉40% ;粒狀黃磷爐渣45% ;生石灰粉5% ;磷石膏10%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在3.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量為10%。制法如下:
[0100](I)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0101](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0102](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為9%的混合物料；
[0103](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0104](5)通過1.60MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0105]實施例10
[0106]稱取原料，所述原料的質量百分比為:黃磷爐渣粉45% ;粒狀黃磷爐渣40% ;生石灰粉3% ;磷石膏12%。黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量< 4.5%。黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率> 90%。粒狀黃磷爐渣的細度在2.0mm0生石灰粉的有效CaO含量> 50%，細度為200目，過篩率> 75%。磷石骨中的P2O5含量< 3.5%,含水量為12%。制法如下:
[0107](I)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉；
[0108](2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料；
[0109](3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為10%的混合物料；
[0110](4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體；
[0111](5)通過1.55MPa飽和蒸汽養護制得成品。
[0112]隨機抽取實施例1、2、3所制蒸壓黃磷爐渣路面磚作為試樣，分別進行檢測。抗壓強度、抗折強度的檢驗，分別按建材行業標準JC466 “附錄A”和“附錄B”(補充件)的規定進行試驗。耐磨性試驗按照GB/T12988《無機地面材料耐磨性試驗方法》的規定進行。吸水率試驗，按照JC446標準規定的設備、試件數量、試驗步驟和結果計算等要求進行。檢測結果如表1所示。
[0113]表1本發明蒸壓黃磷爐渣路面磚的檢測結果
【權利要求】
1.一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:由黃磷爐渣粉、粒狀黃磷爐渣、生石灰粉、磷石膏制成，所述原料的質量百分比為: 黃磷爐渣粉30%~60% ； 粒狀黃磷爐渣20%~55% ； 生石灰粉0.5%~5% ； 憐石骨5%~20%。
2.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述原料的質量百分比為: 黃磷爐渣粉40%~50% ； 粒狀黃磷爐渣30%~45% ； 生石灰粉2%~5% ； 憐石骨10%~15%。
3.根據權利 要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述原料的質量百分比為: 黃磷爐渣粉45% ； 粒狀黃磷爐渣40% ； 生石灰粉3% ； 憐石骨12%。
4.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述黃磷爐渣為水淬渣，其P2O5含量≤4.5%。
5.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述黃磷爐渣粉的細度為200目，過篩率≥90%。
6.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述粒狀黃磷爐渣的細度在1.0~5.0mm。
7.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述生石灰粉的有效CaO含量≥50%,細度為200目，過篩率≥75%。
8.根據權利要求1所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚，其特征在于:所述磷石膏中的P2O5含量< 3.5%，含水量為10~12%。
9.根據權利要求1~9任一所述的一種蒸壓黃磷爐渣路面磚的制作方法，其特征在于:由黃磷爐渣粉、粒狀黃磷爐渣、生石灰粉、磷石膏按照以下方法制成: (1)將干燥的黃磷爐渣研磨成粉料，得到黃磷爐渣粉； (2)將步驟(1)得到的黃磷爐渣粉與粒狀黃磷爐渣和生石灰粉和磷石膏按質量百分比進行配料，得到混合干料； (3)將步驟(2)得到的混合干料加水攪拌混合均勻后，得到水份含量為7%~10%的混合物料； (4)利用制磚機將步驟(3)得到混合物料制成磚坯體； (5)通過1.55~1.65MPa飽和蒸 汽養護制得成品。
【文檔編號】C04B28/14GK103626462SQ201310533643
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】楊永彬, 楊步雷, 徐韋洪, 向前勇, 劉敏, 劉小成, 鄒國軍, 宋維相 申請人:貴州開磷（集團）有限責任公司