磷石膏分解过程对水泥质量的影响研究

摘要

磷石膏是硫酸分解磷矿制取磷酸过程中排出的工业废渣，目前多采用露天堆放的方式弃之，不仅占用大量土地资源，而且造成大气、土壤和水资源污染。磷石膏制酸联产水泥工艺过程是磷石膏资源化利用的有效途径之一，但传统工业过程是在回转窑中进行磷石膏分解和水泥烧成的，由于气固传热效率低，导致过程能耗高、且水泥质量较差，严重制约该工艺过程的推广使用。本文模拟工业过程反应条件，考察烧成条件对磷石膏分解过程的影响，进而考察对水泥质量的影响，为提高该工艺过程水泥产品质量提供应用基础。
　　首先，在高温电炉中考察烧成温度和碳硫比对磷石膏分解过程的影响。结果表明，加入添加剂能使分解温度降低20℃左右；随着焦炭掺量的增加，磷石膏的分解温度降低100℃以上。随着烧成温度的升高，磷石膏的分解率和脱硫率呈递增趋势；随着碳硫比的增大，磷石膏分解率和脱硫率先增大后减小，碳硫比0.8时达到最大。在温度达到1450℃，碳硫比0.8时分解率和脱硫率达到最大值，分别为99.13％和95.03%。
　　然后，将水泥熟料制成水泥模块试件，考察烧成条件碳硫比对水泥化学组成和水泥强度的影响规律。结果表明，随着碳硫比增大，熟料化学组成含量先增大后减小，在C/S为0.8时熟料各项化学指标均符合水泥国标要求；随着碳硫比的增大，水泥胶砂强度先增大后减小，在1450℃碳硫比0.8时抗折强度达到9.7Mpa，抗压强度达到56.3Mpa，达到52.5R标准。
　　本实验通过改变磷石膏分解温度和碳硫比能明显改善水泥质量，1450℃、C/S为0.8条件下的水泥强度可达到52.5R，解决了工业上磷石膏联产水泥强度达不到要求的问题，且合适的碳硫比和温度能明显改善磷石膏制水泥工艺的硫化质量，因此该工艺颇具市场前景。

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第1章 文献综述

1.1前言

1.2磷石膏的综合利用

1.3磷石膏分解反应机理研究

1.4 磷石膏分解反应影响因素研究

1.5磷石膏分解制水泥熟料研究进展

1.6研究目的与意义

1.7本研究的内容

第2章 实验部分

2.1实验原材料

2.2化学试剂

2.3实验仪器设备

2.4实验装置与步骤

2.5分析方法

2.6计算方法

第3章 水泥烧成条件对磷石膏分解过程的影响

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第4章 烧成条件对水泥性能的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

第5章 结论

参考文献

硕士期间已发表的论文

致谢