发布时间 : 星期三 文章磷石膏生产免烧砖关键技术探讨更新完毕开始阅读2e187cd533d4b14e8524689d
工业废渣 组配 均化 预处理 复配 活化 磷石膏 添加剂 骨料 配料 搅拌 成型 静停 养护 成品 磷石膏砖的生产工艺与灰砂砖相似，其过程为：经过均化处理的磷石膏与胶凝材料、骨料、外加剂混合均匀后，振动压制成型，砖坯经过静停和蒸压后成为产品。
（3）主要设备
主要设备包括破碎机、球磨机、配料机、强制搅拌机、振动成型机、静停室、蒸压釜、托板等。
（4）技术要点：
1）原料要求：磷石膏含水率<30%，无粗大块体，适宜掺量应控制在30%～40%；低温陶瓷胶凝材料的细度<5.0%（0.08mm方孔筛筛余量），活性指数>60%，其中的氧化铝成分应控制在15%以下，根据磷石膏的游离酸、含水率以及胶凝材料的活性，其掺量在10%～15%；骨料以碎石、石英砂、磷渣为主，要求安定性合格，颗粒尺寸≤5mm，不含金属、木质材料，掺量在30%～50%；添加剂掺量为粉体量的0.1%。
2）主要工艺控制参数：
混合料含水率应控制在20～25%范围内，在满足成型前提下，水量应尽可能少；混合料搅拌均匀度＞98%；成型参数：激振频率：0～65HZ， 最大激振力：≮160KN， 激振加速度：30g（g=9.84m2/s）；静停时间＞24h，蒸压条件：温度140～170℃（0.4～0.8MPa饱和蒸汽），时间8h～12h。
（5）低温陶瓷改性磷石膏生产建筑砖的性能
以磷石膏掺量为40%、低温陶瓷胶凝材料掺量15%、骨料45%为基本配料，采用振动成型、蒸压养护工艺生产的标砖经检测，技术性能如下：
性能 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 吸水率/% 软化系数 放射性核素限量 单块质量 3密度（g/cm） 抗冻性 碳化系数 指标 13.8 3.1 12 0.88 Ia=0.39,Ir=0.32 ≤2.4kg（干基） 1.53 冻融25次循环后抗压强度12.6MPa，质量损失0.2% 0.86 干缩率 ≤0.65mm/m 采用低温陶瓷胶凝材料改性磷石膏生产的标砖裸露砌筑体，进行了长达2年多的观察，至今仍未出现膨胀、酥裂、掉皮、空鼓、泛霜等问题；对所砌筑的砖样进行测试，未发生强度倒缩和尺寸变化等情况。但是砌筑材料不适合选用硅酸盐水泥为胶结材，而适合选用低温陶瓷改性磷石膏生产的砌筑材料。
4、影响产品性能的因素分析 （1）胶凝材料体系的选择
低温陶瓷胶凝材料按照化学组成分为三类：第一类是以粉煤灰为代表的铝硅玻璃体，第二类是以磷渣、矿渣为代表的硅钙玻璃体；第三类是以拜尔法赤泥、煤矸石为代表的铝硅质偏高岭土。理论上三种体系的低温陶瓷胶凝材料均可用于磷石膏的固化胶结，这为磷石膏利用过程中就地取材提供了方便，但因各种废弃物的性质有所不同，在应用过程中要调整胶凝材料中的铝硅组成，使其更适合与磷石膏的配伍。一般情况下，胶凝材料在配料中的掺量在10～15%之间，主要取决于废渣的活性，活性越好，掺量越低。在掺量均为15%的情况下，粉煤灰基胶凝材料与磷石膏配合生产的砖抗压强度在12MPa左右；矿渣基胶凝材料与磷石膏生产的砖抗压强度在15MPa以上；偏高岭土基胶凝材料与磷石膏生产的砖抗压强度在19MPa以上。但从砖的后期性能看，矿渣基胶凝材料更加稳定，这主要是矿渣胶凝材料中的氧化铝较低，后期不会过多生成钙矾石的原因。
（2）水化条件的影响
低温陶瓷胶凝材料水化产生强度的过程实际上是OH-腐蚀胶凝材料矿物颗粒，使玻璃体、偏高岭土矿物解离成低聚物，低聚物重新组合并再度聚合的过程。在这个过程中，离子输送、低聚物转移和扩散都需要在水相条件下才能进行，因此配料中的水份应尽可能充分，以提高反应效率。
（3）配料组成的影响
实践表明：单纯的胶凝材料和磷石膏组成的配料体系，尽管在宏观上表现出良好的致密性，但在自然环境中，很容易产生收缩裂纹；同时在生产过程中的输送、成型和坯体转运过程均效率低下。因此适合在配料中掺入一定骨料，以改善成型性和生坯强度，同时有利于制品的稳定性。骨料的种类很多，但在本技术体系中，适合选择表面粗糙，粒度在1～5mm的工业废渣，如锅炉渣、磷渣等，因这些渣表面多孔或者具有一定反应活性，可形成机械咬合或表面反应把基体和骨料牢固地粘结起来，从而提高制品的整体强度。
（4）成型方式的影响
在其它条件一定的情况下，采用低含水率的静压成型工艺生产的砖表观强度比振动成型生产的砖高，但软化系数、抗冻性、抗湿热、尺寸稳定性以及砌筑性能等均比振动成型生产的砖差。振动成型工艺要尽可能提高砖坯的密实性，减少
内部孔隙，而表面不宜过多拉浆。
（5）养护方式的影响
砖体成型后，初始强度较差，适合在自然环境中静停，一方面挥发过多的水份，同时建立一定强度满足周转和码坯的需要。研究表明：磷石膏砖的生坯强度增长较为缓慢，而含水率一般较高，如果没有静停环节或者静停时间不够，在养护过程中均会膨胀酥裂。在静停时间足够的情况下，自然养护28d的砖强度可达到要求，但抗冻融和湿热交替性能很差，砖体在自然环境中一般3个月就会出现膨胀裂纹问题；蒸养磷石膏砖的性能比自然养护的好，但也会出现后期膨胀问题；而蒸压磷石膏砖的养护强度有时反而比蒸养砖低，但其软化系数、抗冻性、吸水率、尺寸稳定性等指标较好。
5、结论
（1）磷石膏作为磷化工产业排放量最大的副产物，一方面是严重制约高浓度磷复肥企业可持续发展，另一方面为建材利用提供了丰富的原材料资源，但是必须解决磷石膏制品软化系数低、耐久性不足、耐水性和砌筑性能差等问题。
（2）低温陶瓷改性磷石膏生产建筑砖技术解决了传统磷石膏砖不耐水、易软化、不耐久的问题，为其规模化地在建材领域应用提供新的技术方案。
（3）低温陶瓷改性磷石膏生产建筑砖涉及铝硅矿物的选择和适配、涉及配料、成型和养护过程一系列关键技术，必须根据磷石膏的物料特性，采用相适应的设备及技术参数才能生产出合格制品。
（4）磷石膏砖作为一种新型墙体材料不同于以往的粉煤灰蒸压砖和灰砂砖，在应用过程中存在砌筑材料配套的问题，尚有进一步深入研究磷石膏砖耐久性问题的必要性，在很多技术问题没有攻克之前，盲目制订一些技术标准是不适宜的。
参考文献：
[1] 魏建文，韩敏芳，张爱国等. 用工业废渣石膏生产建筑石膏粉研究［J］. 非金属矿，2001，（1）：24 —25.
[2] 马行美.磷石膏净化及石膏煅烧工艺综述[J].硫磷设计与粉体工程，2003（5）：17～19.
[3] 彭家惠，吴莉，张建新. 磷石膏基建筑腻子的配制与性能研究［J］. 建筑石膏与胶凝材料，2002，（1）：25 — 28.
[4] 卓蓉晖.磷石膏的特性与开发应用途径[J].山东建材信息网，2005，（1）：46～48. [5] 闰久智.磷石膏制硫酸联产水泥工艺[J].磷肥与复肥，2005，（5）：54～55
[6] 韦华 ，张召述 ，夏举佩．磷渣制备CBC复合材料的研究[J] ．粉煤灰，2007，6：22—24 [7] 张召述． 工业废渣制备CBC 复合材料基础研究［D］． 昆明理工大学博士论文， 2006．5 [8] 夏举佩，阳超琴，苏 毅.磷石膏基复合胶凝材料的制备[J].云南化工，2005，2：21—23