煅燒預(yù)處理對磷石膏基復(fù)合膠凝材料的影響.pdf

1、磷石膏(Phosphogypsum,簡稱為PG)是濕法磷酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,其主要成分為二水石膏(CaSO4·2H2O),還有Si、P、F、有機(jī)物及其它一些雜質(zhì),呈酸性。磷石膏基復(fù)合膠凝材料(Phosphogypsum-based composite binder,簡稱為PGCB)是磷石膏用于石膏建材的一種有效資源化途徑。然而,二水石膏微溶于水(溶解度為2g/L,20°C),耐水性較差;水溶性磷會延長PGCB復(fù)合膠凝材料的凝結(jié)時間,降

2、低其砂漿PGCB膠砂試件的強(qiáng)度;水溶性氟降低凝結(jié)時間,密度和強(qiáng)度。
　　在課題組前期工作基礎(chǔ)上,本論文以廣西鹿寨中遠(yuǎn)化工有限公司副產(chǎn)磷石膏為研究對象,用煅燒預(yù)處理磷石膏制備PGCB復(fù)合膠凝材料,其配比為:磷石膏(80％),粉煤灰(7%),普通硅酸鹽水泥(10%),消石灰(3%)及少量外加劑。主要研究內(nèi)容包括以下方面:
　　1、煅燒預(yù)處理工藝對消除磷石膏中雜質(zhì)的影響規(guī)律,以及煅燒工藝對磷石膏相變的影響規(guī)律。
　　在實驗室

3、用馬弗爐對磷石膏進(jìn)行煅燒預(yù)處理。煅燒溫度達(dá)到150°C,保溫時間2h,水溶性氟低于檢測限。煅燒溫度達(dá)到500°C,保溫時間2h時,水溶性磷低于檢測限。低溫(低于500°C)煅燒磷石膏形成的是一個由二水石膏,半水石膏,III型無水石膏及少量難溶性無水石膏組成的混合物。當(dāng)煅燒溫度達(dá)到500°C及以上時,石膏相則基本上由無水石膏的兩個變體難溶性無水石膏和不溶性無水石膏組成。實驗結(jié)果表明:煅燒預(yù)處理工藝對磷石膏具有明顯的除雜效果,煅燒預(yù)處理工藝

4、對磷石膏相具有明顯的改變。
　　2、系統(tǒng)開展了不同煅燒工藝制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度、耐水性等性能的測試。
　　隨著煅燒溫度的升高,PGCB膠砂試件的7d強(qiáng)度經(jīng)過緩慢的上升,在600°C達(dá)到峰值后開始下降。PGCB膠砂試件28d的強(qiáng)度一直上升,在800°C達(dá)到峰值。800°C預(yù)處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件28d抗折強(qiáng)度達(dá)到5.9MPa,抗壓強(qiáng)度達(dá)到30.9MPa。普通硅酸鹽水泥(Ordinary Portland

5、cement,簡稱OPC)對比試件28d抗折強(qiáng)度為7.5MPa,抗壓強(qiáng)度為50.2MPa。隨著煅燒溫度的升高,軟化系數(shù)總趨勢不斷升高,但700°C以前軟化系數(shù)都沒有超過0.40。800°C處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件的軟化系數(shù)達(dá)到了0.66,具有一定的耐水性。PGCB膠砂試件經(jīng)過10d的動水溶蝕率實驗,或30d的靜水溶蝕率實驗,800°C預(yù)處理磷石膏制備的PGCB膠砂試件外觀都完好無損。實驗結(jié)果表明,經(jīng)過煅燒預(yù)處理工藝制備的PGCB

6、復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度較高,耐水性能優(yōu)良。
　　3、探討了不同煅燒工藝制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度性能和耐水性能與石膏相變化之間的相互關(guān)系。
　　在500°C及以上煅燒溫度下的水溶性磷、氟雜質(zhì)幾乎為零,因此雜質(zhì)影響較小,PGCB復(fù)合膠凝材料的性能主要由由石膏相決定。不同煅燒預(yù)處理溫度下磷石膏的石膏相不同,從而制備的PGCB復(fù)合膠凝材料的性能不同。實驗結(jié)果表明:半水石膏和III型無水石膏主導(dǎo)的PGCB膠砂試件后期強(qiáng)度遠(yuǎn)不如由難