一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法与流程

本发明涉及磷石膏无机结合料，尤其涉及一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法。

背景技术：

1、磷石膏是磷化工产业中湿法制磷酸工艺制备磷酸过程里产生的废渣，磷石膏含水率为12.9％，ph为2.75，主要成分是二水硫酸钙(caso4·2h2o)，主要由硫酸与磷灰石反应制取磷酸的过程中产生，并且还会产生少量的hf，除此之外，大部分的磷石膏中也含有未充分反应的磷灰石、磷酸及含氟、磷的有机质等杂质。正是因为这些杂质处理方法较为繁琐，处理成本偏高，这也是磷石膏利用率低，不受市场青睐的原因之一。

2、因此，研究扩展磷石膏资源化利用途径，提高磷石膏资源化利用率依旧是众多学者关注的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的磷石膏利用率低的问题，而提出的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，包括以下步骤：s1：对磷石膏预处理：使用氧化钙对磷石膏改性预处理后烘干得到产物一；s2：球磨筛分：对产物一进行球磨后筛选得到产物二；s3：磷石膏基无机结合料制备：将原料、产物二和激发剂混合得到产物三，激发剂为naoh、cacl2、na2co3中的一种，将产物三放入模具中压实后，脱模得到产物四；s4：磷石膏基无机结合料稳定材料养护：产物四养护后在第6、27、89天泡水24h后进行相应测试。

4、优选的，所述s1中，磷石膏含水率为12.9％，ph为2.75，磷石膏的晶体主要呈现规则的片状或棱形晶，粒径分布在5～100μm之间，平均粒度为45～75μm。

5、优选的，所述s1中，氧化钙为0.4份，水11份混合，对99.6份磷石膏改性处理，石膏改性预处理后在室温下静置反应24h，烘箱里80℃烘24h。

6、优选的，所述s2中，产物一用球磨机球磨，过1.18mm的筛子。

7、优选的，所述s3中，原料包括水泥3份，矿渣8份，砾石39份，水11份，所述s3中，产物二50份，激发剂0-1份。

8、优选的，所述矿渣选自混凝土搅拌站，为白色粉末；砾石为市场上购买的黑色砾石集料，水泥是一种常见的水硬性胶凝材料，使用的是p·o42.5硅酸盐水泥。

9、优选的，所述激发剂优选为0.11份、0.22份、0.33份、0.44份中的一种；氢氧化钠，ar分析纯，96％，白色结晶性粉末，氯化钙，ar分析纯，96％，白色粉末，碳酸钠，无机化合物，ar分析纯，≥99.5％，常温下为白色无气味的粉末或颗粒。

10、优选的，所述s3中，产物三装入10cm*10cm*10cm的圆柱体模具中，再经由压力机压实，压实度95％，搁置24h，之后用脱模机脱模得到产物四。

11、优选的，所述s4中，产物四养护后在第6、27、89天泡水24h后，取出试块置于水中浸泡，水面高出试块表面2cm，浸泡一天后取出用抹布擦干试块表面水分，放在压力机上进行抗压强度试验。

12、优选的，所述磷石膏基无机结合料稳定材料的测试包括无侧限抗压强度实验、劈裂强度实验、以及干湿循环测试。

13、本发明的有益效果为：以磷石膏为主要原材料，采用生石灰中和法对酸性磷石膏进行改性。处理之后的磷石膏和级配砾石作为被稳定材料，水泥和粉煤灰作为稳定材料，并按预处理磷石膏：水泥：粉煤灰：骨料：水＝50：6：5：39：11的配比制成混合料，其中掺加激发剂cacl2含量为0.22％，其7天抗压为3.05mpa，能达到二级及二级以上公路的使用要求，其后期的劈裂强度性能与相关的稳定性能均能满足使用要求。同时对试件的sem进行分析，反应所存在的c-s-h凝胶和附着于凝胶上的钙矾石晶体的存在，以及一部分六角板状的ca(oh)2晶体会使得材料强度上升；与传统材料相比，对磷石膏的消耗有很大的帮助，在一定程度上缓解了磷石膏的堆积问题，减轻了生态环境污染问题和磷化工企业的压力，在降低生产成本的同时取得更加显著的经济效益，对促进磷石膏资源可持续发展和建材行业发展提供一定的研究作用。

1.一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s1中，磷石膏含水率为12.9％，ph为2.75，磷石膏的晶体主要呈现规则的片状或棱形晶，粒径分布在5～100μm之间，平均粒度为45～75μm。

3.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s1中，氧化钙为0.4份，水11份混合，对99.6份磷石膏改性处理，石膏改性预处理后在室温下静置反应24h，烘箱里80℃烘24h。

4.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s2中，产物一用球磨机球磨，过1.18mm的筛子。

5.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s3中，原料包括水泥3份，矿渣8份，砾石39份，水11份，所述s3中，产物二50份，激发剂0-1份。

6.根据权利要求5所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述矿渣选自混凝土搅拌站，为白色粉末；砾石为市场上购买的黑色砾石集料，水泥是一种常见的水硬性胶凝材料，使用的是p·o42.5硅酸盐水泥。

7.根据权利要求5所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述激发剂优选为0.11份、0.22份、0.33份、0.44份中的一种；氢氧化钠，ar分析纯，96％，白色结晶性粉末，氯化钙，ar分析纯，96％，白色粉末，碳酸钠，无机化合物，ar分析纯，≥99.5％，常温下为白色无气味的粉末或颗粒。

8.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s3中，产物三装入10cm*10cm*10cm的圆柱体模具中，再经由压力机压实，压实度95％，搁置24h，之后用脱模机脱模得到产物四。

9.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述s4中，产物四养护后在第6、27、89天泡水24h后，取出试块置于水中浸泡，水面高出试块表面2cm，浸泡一天后取出用抹布擦干试块表面水分，放在压力机上进行抗压强度试验。

10.根据权利要求1所述的一种磷石膏基无机结合料稳定材料的制备方法，其特征在于：所述磷石膏基无机结合料稳定材料的测试包括无侧限抗压强度实验、劈裂强度实验、以及干湿循环测试。