磷石膏在緩凝水泥生產中的應用

郝長青 劉文生 袁文英 崔秀娥

（1.河北金?；す煞莨?，滄州 061018；2.河北滄州天祥醫(yī)藥有限公司，滄州 061000）

0 引 言

磷石膏是磷肥廠、磷酸廠排放的固體廢棄物，主要成分為二水石膏(CaSO4·2H2O)和半水石膏(CaSO4·?H2O)，以二水石膏居多，粉末狀，一般含有20%的水分，含有少量的游離酸、氟化物。無論是國內還是國外，磷石膏資源化利用情況都不令人滿意，全世界磷石膏的有效利用率僅為4.5%左右，一般以直接排放（拋棄）為主。

隨著高速公路現(xiàn)代化建設快速發(fā)展，水泥混凝土路面已經成為道路建設方向之一。但由于道路施工中拌料、鋪平、壓實等工藝時間較長，施工要求水泥初凝時間大于4小時，終凝時間不小于6小時，因此水泥混凝土路面施工應采用緩凝水泥或采用緩凝性外加劑。由于緩凝水泥自身的特性及其在生產組織中的諸多不便，因而水泥廠一般不愿生產該種水泥。但鑒于水泥市場和行業(yè)競爭的需求，為了完成公司下達的生產和銷售任務，尋求新的利潤增長點，我們積極試驗開發(fā)產品新品種，用磷石膏研制PC32.5緩凝水泥，以拓展銷售渠道和銷售區(qū)域。使用磷石膏替代緩凝劑生產緩凝水泥，節(jié)約了自然資源，降低了制造成本。而且變廢為寶，減少了環(huán)境污染，具有一定的經濟效益和社會效益，且易于推廣，應用價值較高。

1 小磨實驗

1.1 小磨實驗進程

2012年5月，我們對滄州渤海磷肥有限公司的磷石膏進行取樣分析，根據(jù)其分析數(shù)據(jù)完全可以應用于水泥生產。磷石膏的性能見表1。

2012年6月進行小磨實驗，經過對比分析，為大磨生產提供有力依據(jù)。實驗數(shù)據(jù)見表2。

分別摻加70%礦粉后質量變化情況見表3。

表1 磷石膏的性能

表2 實驗數(shù)據(jù)

表3 分別摻加70%礦粉后質量變化情況

1.2 實驗結果

經過近10天十幾組樣品小磨試驗，并對試驗檢測數(shù)據(jù)分析，磷石膏具有明顯的調節(jié)凝結時間的作用，且隨摻量的增加，初凝、終凝時間均有延長，但強度有一定降低。我們最終確定了在確保水泥質量穩(wěn)定控制前提下的磷石膏的摻加比例，并制取了30kg樣品分別送需求客戶處試驗確認，配比能夠完全滿足客戶的使用要求。

2 大磨生產

根據(jù)小磨實驗結果，我們制定大磨生產計劃，開始在生產中探索使用。水泥生產配比方案見表4。

表4 水泥生產配比方案

結合強度和凝結時間等因素綜合考慮，摻加5.5%～6%磷石膏的凝結時間較長，且強度等指標均滿足緩凝水泥的質量要求，所以我們確定緩凝水泥的最佳摻量為6%左右。當然根據(jù)不同客戶施工要求，我們可以適當調整磷石膏的摻加比例，以滿足客戶需求。

3 磷石膏使用中的問題

進廠磷石膏水分較高，一般都大于14%，因此在生產過程中易出現(xiàn)粘結和堵塞現(xiàn)象，從而導致下料不暢，SO3波動，造成水泥質量問題。為此必須對進廠磷石膏進行攤曬，使水分進一步降低，攤曬后入防雨棚內存放。所有下料倉錐部都設計改造成大于65°；在下料口處裝10mm防粘耐磨超高分子聚乙烯塑料板，從而增加脫硫石膏下料速度，其它倉壁及皮帶下料溜槽處都加塑料板，在料倉錐部加倉壁振動器。此外，將磷石膏與新鮮熱爐渣拌合，或與干鹽泥混合使用，配料計量下料將更加順暢。

磷石膏使用裝置同脫硫石膏使用裝置，見圖1。

圖1 磷石膏使用裝置

嚴格控制進廠磷石膏中P2O5含量，因P2O5含量過高，會引起水泥凝結時間過長，強度大幅下降，因此P2O5含量必須控制在0.3%～0.5%。

4 經濟效益

試驗成功后，不僅減少了資源的消耗，而且可以消耗工業(yè)廢渣——磷石膏，降低了生產成本，減輕了環(huán)境污染，達到了環(huán)保節(jié)能的目的。噸水泥降低成本見表5。

表5 噸水泥降低成本

按每年生產10萬噸緩凝水泥，每年可為企業(yè)帶來直接經濟效益200萬元以上，成為企業(yè)新的利潤增長點，特別是在水泥行業(yè)競爭日趨劇烈的今天，為進一步開展精細化管理奠定了堅實的基礎。

5 結束語

用磷石膏替代緩凝劑在大磨生產緩凝水泥，工藝順暢，產品符合要求且性能穩(wěn)定。通過技術措施，磷石膏能穩(wěn)定、均勻、連續(xù)下料，確保水泥中SO3含量的有效控制。使用磷石膏替代緩凝劑生產緩凝水泥，節(jié)約了自然資源，降低了制造成本。而且變廢為寶，減少了環(huán)境污染，具有一定的經濟效益和社會效益，且易于推廣，應用價值較高。