磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究

摘要

我国磷化工业发展迅速，每年排放几千万吨磷渣和磷石膏没有很好利用，已成为影响该行业可持续发展的一大障碍。 本文针对磷渣和磷石膏在水泥和混凝土中利用存在的凝结时间长、活性低等问题开展研究。 在磷渣活性激发的研究中，通过实验采用化学激发的方法，确定了最佳激发方案及大掺量磷渣硅酸盐水泥的配料方案；而在磷石膏的改性研究中，采用将可溶磷固化技术、成球加工技术使之符合水泥厂用作水泥调凝剂的要求。同时运用X射线衍射仪、等离子发射光谱仪等现代分析测试手段，检测物质的组成和结构，阐述其作用机理。 研究结果表明，通过化学激发磷渣，可以大幅度提高其活性，在磷渣细度350 m<'2>/kg、掺量40％情况下，可以生产32.5强度等级磷渣硅酸盐水泥，其3d和28d强度可以赶上或超过相同细度、掺量的矿渣硅酸盐水泥；激发剂最佳因素水平组合为A<,2>B<,2>C<,1>。 研究还表明：微量的可溶磷酸盐对硅酸盐水泥有很强的缓凝作用，而难溶磷酸盐的缓凝作用不明显；分别采用A和B两种碱性物质对磷石膏改性，结果表明，A改性效果优于B。磷石膏改性最佳流程为：采用6％的A对磷石膏改性成球(球径15 mm左右)，然后在140℃干燥处理15分钟，改性磷石膏球抗压强度能达到4MPa,其作为水泥缓凝剂与天然石膏性能相当，该处理方法经济使用，能满足实际生产要求。

目录

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第1章绪论

1.1磷渣

1.1.1磷渣的产生

1.1.2磷渣的应用及研究现状

1.1.3磷渣的物化性状

1.1.4磷渣对水泥(混凝土)性能的影响及其机理

1.2磷石膏

1.2.1磷石膏的产生

1.2.2磷石膏的应用及研究现状

1.2.3磷石膏的物理性质、化学成分和矿物组成

1.2.4磷石膏对水泥(混凝土)性能的影响及其机理

1.3磷化工废渣资源化利用存在问题

1.4本课题研究的目的和意义

1.5研究的内容和技术路线

第2章实验材料及方法

2.1材料

2.1.1工业废渣

2.1.2胶凝材料

2.1.3外加剂

2.2实验方法

2.2.1水泥胶砂基本物理性能试验

2.2.2废渣XRD、ICP-AES测试

第3章磷渣活化及用作水泥混合材试验

3.1磷渣改性处理

3.2磷渣做混合材的正交实验

3.3磷渣和改性磷渣可溶磷测试结果

3.4磷渣和矿渣的XRD测试结果

3.5磷渣和矿渣碱激发溶出实验结果

3.6磷渣缓凝机理

第4章磷石膏改性技术及用作水泥调凝剂试验

4.1可溶磷含量(PO43-)对水泥凝结时间影响

4.2难溶磷Ca3(PO4)2(含量)对水泥凝结时间的影响

4.3磷石膏改性加工技术和参数的确定

4.4改性磷石膏用作配制水泥的性能测试

4.5磷石膏改性和作水泥调凝剂试验、测试结果和分析

4.5.1可溶磷含量(PO43-)对水泥凝结时间影响结果

4.5.2难溶磷Ca3(PO4)2(含量)对水泥凝结时间的影响结果

4.5.3原状磷石膏和改性磷石膏可溶磷测试结果

4.5.4成球的抗压强度结果

4.5.5不同温度的X射线衍射结果

4.5.6改性磷石膏做水泥缓凝剂试验结果

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录