磷渣在水泥混凝土中的资源化利用

磷渣是电炉制取黄磷过程中产生的一种工业废渣.目前,磷渣的大量应用主要还是在水泥混凝土行业中.主要从磷渣用作水泥生产原料、磷渣用作砂浆混凝土骨料、磷渣用作矿物掺合料、用磷渣制备碱激发胶凝材料等四个方面对磷渣在水泥混凝土中的应用进行综述,详细介绍了磷渣对水泥混凝土工作性、力学性能及耐久性等性能的影响.     

磷渣水泥水化产物研究

结合XRD、SEM等微观测试手段,从磷渣粉磨特性出发,实验研究了磷渣细度、磷渣掺量等因素对中热硅酸盐水泥凝结硬化性能及水化产物的影响,测定了磷渣水泥胶砂的力学性能,并分析了其变化规律。     

磷渣硅酸盐水泥物理性能及其改善途径初探

以多种磷渣样品为研究对象,协同多家试验单位共同探讨了水泥强度检验方法采用ISO法后,磷渣水泥的物理性能及其改善途径。研究发现,磷渣掺量由20%增至60%时,水泥抗折和抗压强度均大幅下降,凝结时间随磷渣掺量增加而显著延长。磷渣与矿渣等混合材复掺,可在一定程度上改善水泥性能;而通过提高水泥细度以及在磷渣中掺入少量钙质和硅铝质材料,可明显提高磷渣水泥强度(约10MPa),大大缩短凝结时间(约4h),改善磷渣水泥物理性能。     

CaO对磷渣硅酸盐水泥水化硬化影响的试验研究

通过对磷渣水泥凝结时间、力学性能、化学结合水和磷渣反应率的测定,以及XRD和SEM分析,研究了不同掺量的CaO对磷渣水泥的水化性能和微观结构的影响。结果表明,随着CaO掺量的增加,磷渣水泥的强度增加,当CaO的掺量超过2%时,磷渣水泥3d和28d抗压强度下降。CaO对磷渣活性的激发主要发生在磷渣水泥水化早期,掺2%CaO的磷渣水泥28d的磷渣反应率只比1d时增加了4.1%。     

磷渣细度和掺量对中热硅酸盐水泥物理性能的影响

研究了磷渣细度及掺量对中热硅酸盐水泥性能的影响。研究表明,随磷渣掺量增加,磷渣水泥的凝结时间明显延长;随磷渣细度增加,磷渣水泥的凝结时间先增大后减小;磷渣的掺入未给水泥安定性带来不良影响。在没有添加激发剂的情况下,要使磷渣水泥在施工性能和力学性能方面同时满足工程应用的需要,则有必要降低磷渣掺量至20％左右或更低。随磷渣细度的增加,磷渣水泥7d、14d后干缩率呈V形变化的趋势,且在14d后干缩基本恒定。通过XRD、SEM分析及对磷渣粉磨特性的分析研究了磷渣中热硅酸盐水泥的缓凝机理及强度变化规律。     

磷渣在水泥工业中的应用

磷渣是电热法生产黄磷时排出的一种工业废渣。磷渣在水泥工业中的应用途径主要有两种：从水泥生料配入磷渣煅烧熟料和作为混合材生产水泥。磷渣掺入生料成分中能降低熟料烧成热耗，改善熟料矿物组成，提高熟料及水泥性能；作为混合材生产磷渣水泥时，可通过应用高温灼烧石膏、添加活性激发剂、分别粉磨技术等改善磷渣水泥早期强度低、凝结硬化慢等缺陷。     

碱-磷渣水泥的研究

碱-矿渣水泥具有较高的强度,它的其它物理力学性能也均优于硅酸盐水泥。本文研究了用水玻璃和粒化电热磷渣来生产碱-磷渣水泥时,水玻璃的模数、磷渣中可溶性磷及水固比对碱-磷渣水泥特性的影响。实验结果表明:水玻璃模数对碱-磷渣水泥的性能有较大的影响;可溶性磷对碱-磷渣水泥的凝结时间几乎无影响;增大水固比,对碱-磷渣水泥的早期水化及强度都不利。     

磷渣道路水泥的研制及其性能研究

以磷渣为主要原料,采用FR－2型低碱性固体激发剂,进行了影响磷渣道路水泥强度的因素研究;找出了生产磷渣道路水泥的最佳条件;测试了该水泥的主要性能。磷渣道路水泥生产工艺简单、能耗低、成本低、性能优良,是一种应用前景极其光明的道路水泥,并为大宗高价值利用磷渣开僻了广阔的前景。     

超细磷渣粉对水泥性能的影响

为了研究超细磷渣粉对水泥性能的影响,测试了普通磷渣,4 μm、2μm超细磷渣-水泥复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、水化热、胶砂抗压强度.结果 表明:与纯水泥相比,超细磷渣掺入使复合胶凝材料标准稠度用水量增大5.6％～12.6％,凝结时间延长;普通磷渣-水泥复合胶凝材料相比于纯水泥水化速率缓慢,第二水化放热峰时间延迟8.26h;超细磷渣-水泥复合胶凝材料相比于普通磷渣-水泥复合胶凝材料水化放热速率增大,第二水化放热峰提前5.5h,超细磷渣-水泥复合胶凝材料120 h水化放热总量接近纯水泥;超细磷渣-水泥复合胶凝材料3d、7d抗压强度与水泥胶砂强度持平,28 d抗压强度超过水泥胶砂强度.超细化处置可增强磷渣的活性,促进磷渣本身的火山灰反应,提高水泥基材料性能,对实现磷渣的资源化利用具有重要意义.     

矿渣和层硅-Na2SO4复合激发剂对磷渣水泥力学性能的影响

分别研究矿渣和层硅-Na2SO4复合激发剂对磷渣水泥力学性能的影响,用扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对磷渣及磷渣水泥性能进行表征.结果表明:矿渣以不同比例掺入磷渣水泥体系中可以一定程度提高磷渣水泥强度,且在磷渣掺量较大的情况下,这种矿渣增长效应更加显著,平均增长率可超过15%.在磷渣水泥体系中掺入适量的层硅-Na2SO4复合激发剂,在高磷渣掺量(60%)条件下,28 d抗压强度提高了5.6 MPa.     

磷渣掺合料及其对水泥水化性能的影响

简要介绍了磷渣的基本组成，包括化学组成和矿物组成；分析了磷渣的化学成分、玻璃体数量和结构、磷渣细度对其化学活性影响及其评价指标；探讨了磷渣用作水泥混合材对浆体水化性能和硬化体微观结构的影响等。     

磷渣粉改性磷石膏实验研究

以磷建筑石膏为原料,研究磷渣粉对磷建筑石膏力学性能和微观性能的影响。采用抗折抗压试验机研究力学性能,SEM电镜研究微观形貌。结果表明：FDN减水剂添加量为1.5‰,改性磷渣粉掺量在10%~15%范围内时,磷石膏基制品抗折强度均达到7.0 MPa以上,抗压强度达到15.0 MPa以上,约为空白样的2倍,效果显著。通过SEM电镜分析磷建筑石膏水化前后微观形貌,结果表明,添加磷渣改性材料后,磷石膏水化晶体形貌从片状或条状改变成短柱状或中空管状结构,大大提高了磷石膏基材料性能指标,为磷石膏生产石膏砂浆提供了理论和技术支持。     

优质高掺量黄磷渣水泥制备技术研究

本文研究了黄磷渣用作生料配料和水泥混合材时,黄磷渣掺量、粉磨工艺、入磨风温、助磨剂种类对水泥性能的影响。结果表明,生料中掺3.5%黄磷渣,控制合理的三率值,熟料性能良好;采用立磨单独粉磨黄磷渣较混合后球磨的工艺,水泥性能可明显改善;黄磷渣中P_2O_5和F含量会随入磨风温的升高而减少;采用0.01%TEA+0.01%TIPA助磨剂复配方案,制备的高掺量黄磷渣水泥性能良好。     

熔融态黄磷炉渣的综合利用现状

电炉法制备黄磷产生的工业固体废物——黄磷炉渣,属于化工废渣。黄磷熔融炉渣,根据冷却方式的不同,可分为水淬渣和自然冷却黄磷炉渣,我国主要是水淬渣。本文综述了黄磷炉渣用于微晶玻璃、水泥工业、硅钙肥、路基材料、陶瓷材料、白炭黑、玻璃材料、砖、稀土元素等领域,同时对熔融态黄磷炉渣出炉时温度高达1200～1300 ℃的热量充分利用进行了探讨,直接用来制造建筑装饰用微晶玻璃,达到保护环境和黄磷行业清洁生产的目的。     

利用黄磷渣生产磷渣超微粉用于水泥添加剂

每生产1 t黄磷产出9~11 t黄磷渣。介绍利用黄磷渣生产磷渣超微粉(0.074~0.038 mm)的工艺及其作为水泥添加剂的成本和品质优势,并已成功将其用于修建大坝和商业用混凝土中,实现了黄磷渣的循环利用和保护了环境。     

磷渣对水泥浆体水化性能和孔结构的影响

通过对水泥浆体凝结性能、水化放热、力学性能和孔结构的测定,以及扫描电镜分析和差热-热重分析,研究了不同掺量磷渣对水泥浆体水化性能和微观结构的影响.结果表明:随着磷渣掺量的增加,浆体的凝结时间延长,水化热减少,早期抗压强度下降.但掺磷渣水泥浆体的后期抗压强度已接近或超过了纯水泥浆体的,磷渣掺量的增加对水泥浆体的后期抗压强度影响不显著.浆体中的Ca(OH)2量随龄期的延长而增加并随磷渣掺量的增加而降低.磷渣的活性效应和填充效应的发挥有效地改善了浆体水化后期的微观结构和孔结构,从而使浆体的力学性能有所提高.     

磷渣颗粒级配对水泥石孔结构的影响

采用压汞法对磷渣水泥石的孔结构进行了试验研究,又用灰色关联分析不同磷渣颗粒分布对水泥石孔结构的影响,并用Origin作图分析磷渣水泥石孔径分布的变化趋势。结果表明:对于不同的磷渣,其颗粒级配对水泥石的孔结构的影响有显著差异,并不是细颗粒含量越高水泥石总的孔隙率越低,而要根据具体的磷渣选择适当的粉磨细度。     

化学添加剂对磷渣活性的激发效果研究

在水泥体系下研究了磷渣的粉磨特性和化学外加剂对磷渣的活性激发效果。研究表明：三乙醇胺具有明显的助磨和活性增强作用，其较佳掺量为磷渣的0．05％，在此基础上，复配掺加NaCl、FeCl3、Na2SiO3、Na3SO4、NaNO3等化学外加剂，也能产生早强作用，其中尤以NaCl的作用效果最为明显．其较佳掺量为磷渣的2．0%。     

水泥中外掺磷渣微粉的试验研究

为利用所在城市3家黄磷企业排出的磷渣,攀枝花集团瑞丰水泥有限公司进行了水泥中外掺磷渣微粉的试验研究。一系列实验室实验结果表明,水泥中外掺磷渣微粉对水泥的各项质量指标及施工性能无不良影响,是完全可行的,并建议适宜的磷渣微粉掺量控制在10%左右,比表面积控制在350~420m2/kg。在掌握了实验数据后,建立相关设施,进行了工业试验和实际的工业生产运行,取得了令人满意的效果。