一种高强度磷石膏基骨料及其制备方法

本发明涉及固体废物资源化领域和建筑材料生产，尤其涉及一种高强度磷石膏基骨料的制备方法。

背景技术：

1、磷石膏是磷化工企业湿法生产磷酸过程中排放的大宗固体废物。磷石膏主要成分为二水硫酸钙(caso4·2h2o)，与天然石膏成分一致，具备资源化利用的基本物质条件。另一方面，工程建设中需要大量的砂石骨料，又称砂石集料。以磷石膏作为原料生产磷石膏基骨料，以替代传统的砂石骨料，既可以实现磷石膏的资源化，又可以减少砂石骨料的开采和应用，有利于保护生态环境。

2、磷石膏基骨料的生产工艺可以总结为两类。一类是利用生磷石膏作为主要成分，再掺加无机胶凝材料，如水泥、矿渣粉、偏高岭土等，将原材料掺水混合后，再造粒成型为骨料，借助无机胶凝材料的胶结作用，形成高强度结合体，即高强度骨料，如发明202310591896.4“一种高密度磷石膏基骨料及其制备方法和应用”；另一类是利用熟磷石膏(又称煅烧磷石膏、烧制磷石膏或β-半水磷石膏)作为主要原料，再掺加辅助原料，如水泥、矿渣等，通过掺水混合后，再压制成型为骨料，同时借助熟磷石膏胶凝作用、压力压密作用和辅助胶凝材料胶结作用，形成高强度骨料，如发明202310129486.8“一种磷石膏基再生集料及其制备方法和应用”。

3、显然，现有技术的以磷石膏为主、多种原材料混合的高强度磷石膏基骨料的生产工艺，既增加了原材料成本，也增加了原材料混合工序及其相应的生产成本。此外，无机胶凝材料如水泥、矿渣等的掺入，通常要求对产品进行养护，如发明202310591896.4优选养护时间为28天、发明202310129486.8自然养护时间为1～7天，才能发挥无机胶凝材料的胶结能力，从而增加了养护生产工序及其相应的生产成本。

技术实现思路

1、为了减少原材料组成数量，降低原料配制、混合的生产难度，缩短产品生产周期，降低生产成本，提高产品强度，本发明提供了一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，利用磷石膏作为唯一原料，仅需掺加磷石膏质量的15％水，不掺加其他辅助原料和药剂，采用压制成型制备工艺，制备出机械强度高、不需要养护的高强度磷石膏基骨料，从而降低原料配制、混合的生产难度，缩短产品生产周期，降低原料成本和生产成本，提高产品的机械强度。

2、一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，包括以下步骤：在熟磷石膏粉内加水，搅拌均匀后，得到湿润石膏粉；将湿润石膏粉压制成型，脱模，得到磷石膏基骨料。

3、进一步地，以质量份为计，熟石膏粉：水＝100:15。

4、进一步地，所述熟磷石膏粉为含二水硫酸钙含量高于80wt％的生磷石膏。

5、进一步地，包括以下步骤：

6、s1、将100质量份的熟磷石膏粉投入搅拌机，启动搅拌机，再倒入15质量份的水，继续搅拌，直至料、水混合均匀，得到湿润石膏粉；

7、s2、湿润石膏粉填入模具内压制成型，脱模后，得到磷石膏基骨料。

8、进一步地，s1与s2之间处理的间隔时间小于15min。

9、进一步地，s2中的压力条件为20mpa。

10、上述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法得到的磷石膏基骨料。

11、本发明提供的制备方法带来的有益效果是：

12、(1)相对于发明号202310591896.4、202310129486.8，本发明的原材料仅为熟磷石膏粉，不需要掺加水泥、矿渣等无机胶凝材料，既减少的辅助原材料的成本，也减少的原料之间的混合处理工序，有利于降低原料成本和生产成本。这是因为，实验表明，熟磷石膏仅掺水混合，只要合理控制掺水量，同时控制好从掺水到压制成骨料的时间，充分发挥压力压密作用、熟磷石膏(即半水磷石膏)水化胶凝作用，就可以直接得到高强度的压结体，而不需要借助水泥、活性矿渣、偏高岭土、粉煤灰等无机胶凝材料的胶结增强作用；

13、(2)相对于发明号202310591896.4、202310129486.8，因不使用水化反应时间较长的水泥等胶凝材料，而只使用水化胶凝时间很短的熟磷石膏，在压制成骨料之后15～20min，熟磷石膏即可完成水化反应，因此，压制出的骨料在装载、运输过程，就可以完成水化胶凝，产生最终强度，故不需要专门的养护处理。此外，刚压制出的骨料借助压力压密作用、物料颗料相互嵌合效应，就能够达到10mpa的抗压强度，在装载、运输过程不会发生骨料挤碎问题；

14、(3)本发明掺水量少、成型压力高，有利于提高骨料强度。本发明所掺水分少，即掺水量为熟磷石膏粉质量的15％，在压制成骨料时的游离水少，意味着骨料干燥后由游离水蒸发而残留下来的孔洞率少，骨料的致密度高，有利于骨料强度的增加；此外，采用20mpa的较高的压力压制骨料，有利于将半水磷石膏物质压密，有利于压制后的半水磷石膏水化反应而生成的二水石膏晶体相互接触、互相咬合、搭接共生，形成高强度的二水石膏晶体微观结构，产生高强度宏观体相结构，也即获得高强度的磷石膏基骨料。

技术特征：

1.一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在熟磷石膏粉内加水，搅拌均匀后，得到湿润石膏粉；将湿润石膏粉压制成型，脱模，得到磷石膏基骨料。

2.根据权利要求1所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，以质量份为计，熟石膏粉：水＝100:15。

3.根据权利要求1所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，所述熟磷石膏粉为含二水硫酸钙含量高于80wt％的生磷石膏。

4.根据权利要求1所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，s1与s2之间处理的间隔时间小于15min。

6.根据权利要求4所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，其特征在于，s2中的压力条件为20mpa。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高强度磷石膏基骨料的制备方法得到的磷石膏基骨料。

技术总结本发明涉及固体废物资源化领域和建筑材料生产技术领域，尤其涉及一种高强度磷石膏基骨料及其制备方法。一种高强度磷石膏基骨料的制备方法，包括以下步骤：在熟磷石膏粉内加水，搅拌均匀后，得到湿润石膏粉；将湿润石膏粉压制成型，脱模，得到磷石膏基骨料。本发明制备方法的原材料仅为熟磷石膏粉，不需要掺加水泥、矿渣等无机胶凝材料，既减少的辅助原材料的成本，也减少的原料之间的混合处理工序，有利于降低原料成本和生产成本。技术研发人员：周俊,舒杼受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）技术研发日：技术公布日：2024/5/27