磷石膏分解率對磷石膏制備類硫鋁酸鹽水泥性能的影響研究方案

1、磷石膏分解率對磷石膏制備類硫鋁酸鹽水泥性能的影響研究方案（5000字）1、依據(jù)（研究背景、國內(nèi)外狀況、為什么）（2000字左右）磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中排放的工業(yè)廢渣，通常其90%以上的成分是 caso4 - 2h2o,是一種重要的再生石膏資源。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年磷石膏的產(chǎn)生 量超過2.5億t,我國磷石膏的年排放量也超過1000萬to磷石膏的大規(guī)模露天 堆放不僅占用大量的土地，而且破壞周圍土壤中有機(jī)質(zhì)的再生循環(huán)，可溶性磷和 氟等雜質(zhì)經(jīng)雨水傳遞，會對牛態(tài)環(huán)境造成難以恢復(fù)的危害，國家環(huán)?？偩忠呀?jīng)將 磷石膏列入危險固體廢棄物之列。因此，磷石膏的消化處理已然成為磷化工企業(yè) 在環(huán)保達(dá)標(biāo)方面面臨的重人難

2、題。目前磷石膏利用率非當(dāng)?shù)?，全世界對磷石膏?平均利用率在10%以下。磷石膏與天然石膏相比其化學(xué)成分基木相同，si。?和附著水含量較天然石膏 大，還含有少量殘留磷、氟、酸、不溶物等雜質(zhì)組分。研究表明，磷石膏的雜質(zhì) 含量處于較低水平并且放射性核素比活度量較低，完全滿足a類建筑材料的要 求，這對磷石膏的資源化利用十分有利。磷石膏經(jīng)過適當(dāng)處理，可望替代天然石 膏進(jìn)行資源化利用，環(huán)保和經(jīng)濟(jì)意義重大。國內(nèi)外研究表明，磷石膏建材資源化 是實現(xiàn)其有效利用的最主要途徑。關(guān)于磷石膏的綜合利用已有諸多報導(dǎo)。國內(nèi)外磷石膏綜合利用方式主要有： 用磷石膏替代天然石膏作為水泥緩凝劑、經(jīng)鍛燒制建筑石膏粉、制紙面石膏板、 用

3、作土壤調(diào)理劑、生產(chǎn)石膏標(biāo)磚、制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥等。而磷石膏在硫鋁酸鹽水泥 生產(chǎn)屮的應(yīng)用多見于實驗室研究，在工業(yè)生產(chǎn)屮的實際應(yīng)用卻報導(dǎo)甚少，這是由 丁這方面的研究尚不成熟，還有很多問題有待進(jìn)一步解決，例如，磷石膏較天然 石膏易于分解、so?收集困難、磷石膏的摻量有限等等。上世紀(jì)80年代，我國鄧國誕、徐向東等利用磷石膏在立窯上燒制硫鋁酸鹽 早強(qiáng)水泥的研究，在此前不論是國外還是國內(nèi)，硫鋁酸鹽水泥都采用天然石膏作 為原料，而尚未見到采用工業(yè)廢石膏作為原料并在立窯生產(chǎn)的報道。宋廷壽等研 究了還原氣氛對硫鋁酸鹽水泥熟料燒成及性能的影響，結(jié)果表明，在弱還原氣氛 下，可以燒成強(qiáng)度較高（3d抗壓強(qiáng)度64.7 mpa

4、 ）.凝結(jié)時間正常的熟料（初凝吋 間37min）；在還原氣氛較濃的情況下，含雜質(zhì)較高的磷石膏大量分解，熟料偏 離正常礦物組成，生成g2a7和還原性礦物cas,急凝低強(qiáng)。李德棟等進(jìn)行了用磷 石膏配料在回轉(zhuǎn)窯上試生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥的研究，并得出磷石膏能改善生料的易 磨性和易燒性，提高生、熟料的產(chǎn)量，并能改善熟料的凝結(jié)特性的結(jié)論?？谇耙?冇的采用磷右膏制備硫鋁酸鹽水泥的研究屮，都是按照傳統(tǒng)硫鋁酸鹽水泥配料要 求，將其屮右膏組分采用磷右膏代替。相關(guān)研究表明，用磷右膏代替天然右膏進(jìn) 行配料鍛燒，生產(chǎn)的硫鋁酸鹽水泥仍具有早期強(qiáng)度高、硬化快、堿度低、微膨脹 等特性，并月燒成溫度和燃燒消耗都冇大幅度地降低 鍛燒

5、溫度控制在1250°c左 右，這一燒成溫度比硅酸鹽水泥熟料燒成溫度下降200°c左右，熱耗下降 50-60 %；比用天然石膏配料燒成溫度下降100°c左右，熱耗下低30%左右。馮修吉等人做了石膏對硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥一些性能的彩響的研究，捉岀石膏 的高溫分解將使堿度系數(shù)cm和鋁硫比p增加，而右膏屮雜質(zhì)含量和還原氣氛將 使石膏的分解溫度降低，石膏的大量分解，使水泥熟料小形成c2as、ci2a7> ca cas等礦物，產(chǎn)生急凝。那么在利用磷石膏燒制硫鋁酸鹽水泥時，磷石膏的分解 特性對燒制出的水泥的性能具有怎樣的影響呢？冃前有很多純磷石膏分解特性 的研究，也有一些關(guān)于

6、磷石膏在生產(chǎn)硅酸鹽水泥中的分解特性研究，但在磷石膏 制備硫鋁酸鹽水泥的研究中尚未提及與磷石膏分解率相關(guān)的問題。在制硫酸聯(lián)產(chǎn) 水泥時，耍求盡可能多的使磷石膏分解，從而提高煙氣中的so?濃度，有利于收 集制硫酸，殘留的cao作為生產(chǎn)硅酸鹽水泥的鈣質(zhì)原材料；然而在制硫鋁酸鹽 水泥時，對磷石膏的分解有怎樣的要求，磷石膏的分解率對燒制出的水泥的性能 有怎樣的影響，這些都需要我們進(jìn)行深入研究。在硫鋁酸鹽水泥的燒制中，磷石膏分解殘留的cao作為鈣質(zhì)原材料，釋放 的so?可收集制硫酸，未分解的caso4作為形成硫鋁酸鈣礦物的組分，磷石膏 的分解率不同，對應(yīng)的cao與caso4的比例就不同，必然會對制備出的水泥

7、的 礦物組成產(chǎn)生影響，從而影響水泥的性能。考慮到磷石膏的高溫分解與溫度、 氣氛、朵質(zhì)和生料中的其他組分等因素有關(guān)，我們可以通過研究溫度、氣氛、 雜質(zhì)和生料中的其他組分對磷石膏分解率和分解產(chǎn)物的影響，從而合理控制這 些條件因素，以研究不同分解率的磷石膏燒制的硫鋁酸鹽水泥的性能有何不同, 從而確定燒制出的水泥性能最優(yōu)的磷石膏的分解率，為后續(xù)相關(guān)研究工作奠定 基礎(chǔ)。2、目的（200300 字）結(jié)合冃前已有的關(guān)于磷石膏分解特性的研究和硅酸鹽水泥燒制過程中的磷 石膏分解研究，按傳統(tǒng)硫鋁酸鹽水泥配料計算設(shè)計生料的配比，通過研究磷石膏 制備類硫鋁酸鹽水泥的分解特性與影響因素，明確溫度、氣氛、朵質(zhì)和生料中的

8、其他組分對磷石膏分解過程的作用機(jī)理，探討溫度、氣氛、朵質(zhì)和生料中的其他 組分對磷石膏分解率和分解產(chǎn)物的影響，從而合理控制這些條件因素，以研究不 同分解率的磷右膏對類硫鋁酸鹽水泥的性能的彩響，初步確定使得燒制出的水泥 性能較好（凝結(jié)時間正常，強(qiáng)度較高）的磷右膏的理想分解率，研究所得實驗數(shù) 據(jù)可為后續(xù)實驗研究和工業(yè)生產(chǎn)提供參考。3、內(nèi)容（實驗內(nèi)容/研究內(nèi)容、做什么）（1）通過控制水泥熟料的率值：堿度系數(shù)（cm）和鋁硫比（p）,用磷右膏替代天 然石膏。在磷石膏分解特性的研究和硅酸鹽水泥燒制過程屮的磷石膏分解研究的 基礎(chǔ)上，明確溫度、氣氛、磷石膏中雜質(zhì)和生料中的其他組分在磷石膏分解過程 屮的作用機(jī)理，

9、采用控制變量法研究溫度、氣氛、雜質(zhì)和生料屮其他組分對磷石 膏高溫分解率和分解產(chǎn)物的影響；（2）通過合理控制溫度、氣氛等條件因素，使得燒制硫鋁酸鹽水泥的磷石膏 具有不同的分解率，并測定不同條件下燒制的水泥的凝結(jié)時間、抗壓強(qiáng)度等物理 性能，以研究不同分解率的磷石膏燒制的硫鋁酸鹽水泥的性能有何不同，初步確 定使得燒制出的水泥性能較好（凝結(jié)時間正常，強(qiáng)度較高）的磷石膏的理想分解 率。4、技術(shù)路線（或方案）設(shè)計生料配比磷右膏分解的控制研究水泥性能測試?yán)硐敕纸饴实拇_定5、可行性分析（可能的結(jié)果）工業(yè)廢渣磷石膏的排放量逐年增加，而磷石膏的堆存會給牛態(tài)環(huán)境帶來許多 危害，研究表明，磷右膏建材資源化是磷右膏冇效

10、利用的可靠途徑。但目前我國 磷石膏利用率非常低，關(guān)于磷石膏的綜合利用已有諸多報導(dǎo)，如果能尋求一種磷 石膏資源化利用的新途徑，并大規(guī)模地投入工業(yè)化生產(chǎn)中，必將產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì) 效益和社會效益。目前已有關(guān)于用磷石膏生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥的研究，但磷石膏制備硫鋁酸鹽水 泥過程中有待研究的問題還有很多，如磷石膏較天然石膏易于分解、磷石膏分解 的控制、so2收集困難、磷石膏的摻量冇限等等。因此，磷石膏在硫鋁酸鹽水泥 生產(chǎn)屮的應(yīng)用多見于實驗室研究，在工業(yè)生產(chǎn)屮的實際應(yīng)用卻報導(dǎo)其少。磷右膏屮的雜質(zhì)會促進(jìn)磷右膏的高溫分解，故磷右膏較天然右膏易于分解， 在磷石膏燒制硫鋁酸鹽水泥過程小如何控制磷石膏的高溫分解ri前并沒有相關(guān) 研究。在純磷石膏分解特