磷渣钢渣白水泥及其制备方法

成先红, 汪靖, 祝大荣, 王纪曾

1991年10月23日

1990年4月5日

1990年4月5日

北京矿冶研究总院

C04B7/147GK1055530SQ90101739

白水泥 钢渣 磷渣

1.一种磷渣白水泥，由磷渣及煅烧石膏所组成，其特征在于掺加了钢渣和不需熟料2.按照权利要求1所述，磷渣钢渣白水泥按重量配比是磷渣30～41%，钢渣40～50%，煅烧石膏19～23%3.按照权利要求1及2所述的磷渣钢渣白水泥，其特征在于所说的制备方法包括将磷渣、钢渣及煅烧石膏按一定比例混合且粉磨成细度不小4000cm2/g，并测定其中的三氧化硫含量，三氧化硫含量控制在10～13%之间

本发明涉及一种水泥新品种，更确切地说它是利用黄磷生产中排出的废渣-磷渣及电炉炼钢排出的废渣-电炉还原钢渣，制备磷渣钢渣白水泥的方法磷渣是电炉法制黄磷所排出并水淬成颗粒状的废渣每制取一吨黄磷将产生8～10吨磷渣随着世界元素磷产量的增加，磷渣的排放量也在增加，目前已达两千万吨左右就我国而言，仅浙江、云南的排放量就达几十万吨因此，它的处理和利用已引起人们的关注苏联于1974年就将磷渣纳入粒化高炉矿渣标准(ΓOCT3476-74)我国于1986年也颁布了《用于水泥中的粒化电炉磷渣》的国家标准(GB 6645-86)，从而确认了磷渣是一种活性混合材另外，苏联、西德等国将磷渣作为混凝土的胶结料的组成之一，申报了专利在本发明提出以前，国内外也有人利用磷渣外观呈灰白色这一特点研制磷渣白水泥在磷渣中加入一定量的石膏、石灰、碱或白水泥熟料，但早期强度低从而使磷渣白水泥的研究工作集中在寻求解决水泥的早期强度上电炉还原钢渣(以下简称钢渣)是电弧炉炼钢还原期排出的熔渣熔渣在自然冷却过程中粉化成白色粉渣利用钢渣与水泥熟料相近的化学成份和矿物组成的特点，人们生产出钢渣白水泥但钢渣白水泥具有凝结块、压蒸安定性不良、后期强度倒缩等缺点，致使钢渣利用率不高本发明就在于将上述磷渣和钢渣巧妙地结合起来，利用各自的特点，制备出一种凝结正常，早期强度高，后期强度不倒缩，压蒸安定性合格的无熟料白水泥本发明采用磷渣、钢渣及煅烧石膏三种物质作为无熟料磷渣钢渣白水泥的组成部分磷渣30～41%(重量)、钢渣40～50%(重量)、煅烧石膏19～23%(重量)在这三种物质中，钢渣属中高碱度渣，它作为组成的一部分，不仅具有快凝快硬、提高早期强度的特点，还提高了水泥水化时的碱度，促进磷渣潜在活性的发挥，使得磷渣玻璃体物质中的活性氧化硅、活性氧化铝等成份生成水化硅酸钙凝胶、钙矾石及水化铝酸钙，从而组成硬化磷渣钢渣水泥石的主体而磷渣水化缓慢的特点又使得水泥的后期强度不断增长另外，磷渣中的活性氧化硅与钢渣中的游离氧化镁生成水化硅酸镁胶体，使得磷渣钢渣白水泥的压蒸安定性合格再者，煅烧石膏在无熟料磷渣钢渣白水泥的水化硬化过程中，不仅起硫酸盐激发剂的作用，而且直接参与发挥强度、提高白度的作用本发明的磷渣钢渣白水泥的制备方法包括以下步骤1.将磷渣30～41%(重量)、钢渣40～50%(重量)及煅烧石膏19～23%(重量)混合;2.将步骤1中所得的混合料粉磨成细度不小于4000cm2/g，并测定其中的三氧化硫含量，三氧化硫含量控制在10～13%之间本发明具有以下特点1.利用了大量的工业废渣，不需用昂贵的白水泥熟料，生产工艺简单，节约能源，成本低廉，易于推广2.磷渣钢渣白水泥凝结正常，早期强度高，后期强度不断增长从附录的表1可以看出，其3天7天的强度达到了425＃白色硅酸盐水泥指标，28天均满足325＃白色硅酸盐水泥指标说明按本发明所述方式制备的白水泥完全满足(GB 2015-80)中325＃白色硅酸盐水泥的强度标准其白度、凝结时间、安定性也均满足(GB 2015-80)的标准3.本发明所制备的磷渣钢渣白水泥中加入了多量的煅烧石膏，从而使得水泥中的三氧化硫含量在10-13%之间，超过了一般硅酸盐水泥标准中规定的范围，但其水浸安定性均合格这是因为磷渣中含有活性氧化铝，钢渣中含有铝酸盐矿物，从而使其属于硫酸盐类型在水化过程中，铝酸盐矿物首先水化，与较多的石膏作用生成钙矾石，而无多余的石膏在硬化后继续反应造成水浸安定性不良本发明所制备的磷渣钢渣白水泥的使用性能不低于白色硅酸盐水泥，可广泛应用于工业、民用建筑工程的装饰上在磷渣钢渣白水泥中加入适量的耐碱性颜料，可制备磷渣钢渣彩色水泥，还适用于作各种薄型彩色装饰砖，用于外墙和地面装饰磷渣钢渣白水泥的物理性能表1 磷渣钢渣白水泥 表2 注表1、表2内的磷渣包括温州、石家庄、北京等地的磷渣表1、表2内的钢渣包括北京、杭州、本溪、石家庄等地的钢渣