改性磷石膏水泥缓凝剂技术

一、技术背景

1.磷石膏中的杂质及其影响

磷石膏当中含有的杂质主要有：磷酸、氟化物、有机物等杂质（见下表）

2.磷的影响：磷石膏中的磷一般有三种存在形态，分别是可溶性磷、不溶（难溶）磷、共晶磷。不同形态的磷对磷石膏作为不同材料使用所带来的影响存在着较大的差异。可溶磷来自于残留在磷石膏中的游离磷酸，他对磷石膏的使用性能影响较大，其影响主要表现在使磷石膏呈酸性，从而具备一定的腐蚀性。显著延长了各类石膏的凝结时间，使其强度较大幅度的降低。不溶（难溶）磷来源于少许未反应的磷矿，作为惰性物资对石膏的性能几乎无不良影响。共晶磷CaHPO4˙2H2O进入CaSO4˙2H2O晶格中是以固溶体形式存在的物质，仅通过水洗、碱中和的方式难以去除。但在磷石膏水化时，可将其从二水硫酸钙的晶格中释放出来，从而降低了石膏的PH值，并使得凝结时间显著延长、强度受到较大影响。

3.氟化物的影响：湿法磷酸生产过程中有一定量的氟化物进入到磷石膏当中，其主要以可溶性氟与不溶（难溶）氟两种形式存在，可溶性氟对磷石膏性能影响较大，不溶（难溶）氟有一定的惰性，对磷石膏性能基本没有影响。可溶氟会对磷石膏的凝结时间与强度产生较大的影响。

4.有机质的影响；有机质对磷石膏的影响主要是使其标准稠度需水量增大，有缓凝作用。

二、技术简介

1.技术生产工艺

使用【一种磷石膏无害化处理与转变为再生石膏资源的方法】生产优质改性磷石膏水泥缓凝剂的生产工艺为：在磷铵生产线中磷石膏排出渣口处连接安装建设水泥缓凝剂生产设备与设施，将刚排出的磷石膏与各种改性剂按一定比例（改性剂约占总量的5%左右）进行准确配料，送入特种反应器内进行充分的物理、化学反应与磷石膏晶型转化后转变为优质的改性磷石膏水泥缓凝剂。

2.工艺流程图

磷石膏经上述工艺技术处理后，磷石膏各项指标均远低于国家标准中的规定要求。其中对磷石膏处理性能影响最为重要的水溶性五氧化二磷比对下降了几乎100%（改性后的磷石膏未检测出），以共溶体形式存在于二水硫酸钙中的共晶磷得以完全的释放，水溶性氟比对下降了80%以上，磷石膏中的附着水下降了50%，原呈酸性（pH值为2-4）的磷石膏可改性为偏碱性（pH值大于9）。

三、产品性能

  1.利用天然二水石膏、原状磷石膏、改性磷石膏作为水泥缓凝剂实验数据如下

2.执行标准GB/T21371—2008《用于水泥中的工业副产石膏》检测结果

3.天然石膏与改性磷石膏水泥缓凝剂比对检测结果

4.产品特点：

➀作为水泥缓凝剂使用时，相同条件下对水泥凝结时间的调整与天然二水石膏基本保持相同。

➁作为水泥缓凝剂使用时，相同条件下对水泥熟料中硅酸盐矿物强度的激发效果与天然二水石膏基本保持相同，甚至优于天然石膏。

➂使用后，水泥标准稠度用水量、胶砂流动度指标与天然二水石膏基本保持相同。

➃使用改性磷石膏水泥缓凝剂所生产制备的水泥与减水剂的相容性优于使用天然二水石膏。

➄产品为φ15-30毫米球状体，含水率（附着水）≦8%。可简化生产工艺直接入库使用。

四、应用案例

于2014年在青海投建了产能为15万吨/年生产线；2015年在云南投资建设了产能为50万吨/年的改性磷石膏水泥缓凝剂生产线，并投入正常的生产与经营。其中，50万吨/年改性磷石膏水泥缓凝剂生产线已出现供不应求的局面，产品已畅销到附近的大型水泥生产企业。

五、投资规模

以建设年产50万吨改性磷石膏水泥缓凝剂为例：

生产成本大概为20~30元/吨，投资回收期1~2年。

六、合作模式

1.技术持有方提供有偿使用核心技术包，保障产品质量；

2.技术持有方管理并进行标准化生产，企业提供场地与设备等生产必备条件及缓凝剂销售；

3.技术持有方或第三方投资建厂生产及销售缓凝剂，企业配合；

4.其他合作模式

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