磷石膏分段分解制備貝利特-硫鋁酸鹽水泥研究.pdf

1、磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過(guò)程中排放的廢渣，由于磷石膏利用率低，導(dǎo)致磷石膏大量堆放，目前磷石膏有眾多資源化方式，其中建材資源化利用主要是磷石膏有效資源化利用的一種方式，用作水泥緩凝劑、制備石膏膠凝材料和制備硫鋁酸鹽水泥。然而，由于磷石膏中含有可溶性磷、氟雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品性能有著不利影響，限制了磷石膏的大量消納。基于磷石膏部分分解煅燒硫鋁酸鹽水泥的思路，其中的磷、氟雜質(zhì)可作為水泥熟料形成的礦化劑，磷石膏分解產(chǎn)生的CaO替代石灰石為硫鋁酸鹽水泥提供鈣質(zhì)

2、原材料，而 SO2氣體通過(guò)收集制備硫酸，未分解的磷石膏形成硫鋁酸鹽礦物的組分，可以使得磷石膏利用率大幅度提高。但是，由于硫鋁酸鹽水泥對(duì)含鋁質(zhì)原材料的要求相對(duì)較高，不僅原材料受到限制，而且還會(huì)增加生產(chǎn)成本。因此本文研究了磷石膏復(fù)合高鋁高鐵廢渣分段分解制備貝利特-硫鋁酸鹽水泥降低了鋁礬土的使用量。
　　磷石膏分解需要還原氣氛，而熟料物相形成需要氧化氣氛，本文采取磷石膏分段煅燒的工藝制度煅燒貝利特-硫鋁酸鹽水泥熟料。首先研究磷石膏的分解

3、特性，提高磷石膏的分解率，促進(jìn) SO2集中釋放；再根據(jù)高分解率的磷石膏分段分解的工藝制度，研究磷石膏完全替代石灰石并復(fù)合高鋁高鐵廢渣分段分解，制備貝利特-硫鋁酸鹽水泥熟料，以及貝利特-硫鋁酸鹽水泥的水化硬化性能。
　　通過(guò)研究不同氣氛、溫度以及C/S（碳和硫的摩爾比）對(duì)磷石膏分解特性的影響，發(fā)現(xiàn) CO2氣氛可以降低磷石膏的分解溫度，溫度影響磷石膏的分解產(chǎn)物，磷石膏加C在CO2氣氛中形成還原氣氛，促進(jìn)磷石膏分解。C/S為3的磷石膏-

4、活性炭體系在CO2氣氛中煅燒至1000℃分解率為90.5%，但分解產(chǎn)物中CaS居多。因此采用低溫還原高溫氧化氣氛的分段煅燒制度，消除分解產(chǎn)物中的 CaS。在CO2-1000℃/1h-Air-1170℃/1h的分段煅燒制度下，C/S為3的磷石膏分解率達(dá)到91.5%，分解產(chǎn)物主要是CaO，不含CaS，SO2集中收集溫度段為1000℃~1170℃。
　　調(diào)整磷石膏分段分解制度研究磷石膏分段分解制備貝利特-硫鋁酸鹽水泥。得出最佳分段煅燒工

5、藝制度為CO2-950℃/1h-Air-1000℃/1h-1200℃/30min，燒成的熟料礦物組成和預(yù)設(shè)基本相符，但有一些鐵酸鈣存在，這是由于配料過(guò)程中引入高鐵廢渣，部分Fe2O3與CaO結(jié)合形成了部分鐵酸鈣。但是，因?yàn)榱资鄵搅考哟?，引入了較多的磷雜質(zhì)，影響硫鋁酸鈣礦物的活性，進(jìn)而影響了貝利特-硫鋁酸鹽水泥的早期水化，然而不影響貝利特-硫鋁酸鹽水泥3d之后的水化。最終燒成的貝利特-硫鋁酸鹽水泥3d強(qiáng)度為59.85 MPa、7d強(qiáng)度為