磷石膏作水泥缓凝剂的应用及其危害张云宝
磷石膏、脱硫石膏代替天然石膏作缓凝剂的实验报告
试样编号
熟料
煤渣
配料方案（%） 石灰石 粉煤灰 天然石膏 磷石膏 脱硫石膏
备注
缓凝剂实验
X10
63.2
22.0
/
10.0
4.8
/
/
缓凝剂实验
X11
66.0
22.0
/
8.0
/
4.0
/
缓凝剂实验
X12
66.0
22.0
/
10.5
/
1.5
/
缓凝剂实验
X13
63.2
22.0
10.0
/
4.8
/
/
缓凝剂实验
X14
学成分，用于水泥配料的水泥理化指标进行实验检验分析。
（二）、实验方案
一、分析石灰石、熟料、煤渣、粉煤灰、磷石膏、脱硫石膏化学成分。
原料名称 Loss
SiO2
AL2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
熟料
0.20 20.85 5.18 3.13 68.51 0.11 0.22 0.09 1.37
0.25
X6
凝结时间实验 2011 年 1 月 2 日 1 月 3 日 2.03 1.26 44.40 0.55 0.006
0.30
X7
凝结时间实验 2011 年 1 月 2 日 1 月 3 日 2.22 5.88 53.69 0.41 0.005
0.25
2、实验样品（X10- X14、X4-X7）的物理检验数据如下：
X11
凝结时间实验 2010 年 11 月 2 日 11 月 3 日 2.39 2.16 44.01 0.37 0.006
技术不同工业副产品石膏对水泥质量及性能的影响
技术不同工业副产品石膏对水泥质量及性能的影响引言由于每个水泥企业所处地域不同，材料资源各异。
为降低生产成本，达到环保政策要求，越来越多的水泥企业使用工业副产品石膏作为缓凝剂，特别是两种以上的副产品石膏同时使用时，在不同时间段、使用不同混合材时，对水泥凝结时间、强度以及混凝土外加剂的适应性等，均表现出较为明显的差异。
一般情况下，很少有人将水泥的性能变化和石膏的使用联系在一起，熟料的成分变化、混合材的性质不同固然影响很大，但当在其它因素基本不变时，水泥性能仍变化很大。
笔者在x公司的实际生产中就曾遇到这样的问题。
01X公司所在的区域有两种不同的工业副产品石膏，一种是堆积如山的化工厂的副产物磷石膏，一种是发电厂、钢铁厂产生的脱硫石膏，两种石膏的化学成分见表1。
表1 不同石膏化学成分从表1可看出，两种石膏除脱硫石膏的外水较高以外，其它成分基本相同，实际生产使用时，控制相同的出磨水泥SO₃含量时，掺入的比例是基本相同的。
02两种石膏对水泥凝结时间的影响是完全不同的，相对于天然石膏而言，使用磷石膏和脱硫石膏，水泥凝结时间都偏长，对于凝结时间要求较短的水泥就不适合使用。
磷石膏和脱硫石膏相比较，磷石膏的凝结时间偏长，而脱硫石膏的凝结时间偏短，在控制不同的SO₃含量时，水泥凝结时间的影响是不同的；两种石膏不同比例混合使用时，对凝结时间的影响也是不同的；在不同季节，使用不同的石膏，混合使用不同的比例，对于不同客户的要求的调节手段和结果也是不同的。
另外，不同的石膏对于水泥强度的发挥不同，不同的SO₃含量控制指标对水泥强度发挥也有很大差异，需通过不同时期客户对水泥凝结时间的要求进行调节。
通过大量的实验数据统计，不同石膏的使用对水泥凝结时间的影响结果见表2。
表2 不同石膏对水泥凝结时间的影响通过数据分析，结合实际生产控制情况归纳，不同的季节，同一方案凝结时间相差也很大。
总体来说，冬季较夏季终凝时间长约50min左右，与熟料质量及混合材品种及掺量、磨机工况有关，须通过实验确定。
磷石膏生产水泥缓凝剂工艺
磷石膏生产水泥缓凝剂工艺磷石膏生产水泥缓凝剂工艺引言通过磷石膏生产水泥缓凝剂已经取得了良好的效果，本文将介绍一种针对该工艺的生产流程和关键要点。
工艺流程1.磷石膏粉碎细化–首先，将磷石膏放入颚式破碎机中进行粗碎。
–粗碎后，将磷石膏送入磨机中细化。
–经过筛分，得到所需的磷石膏细粉。
2.磷石膏预处理–将磷石膏细粉加入预处理槽中。
–水搅拌预处理，使磷石膏达到一定的流动性。
3.磷石膏固化和干燥–将预处理后的磷石膏转移到固化装置中。
–控制湿度和温度，使磷石膏固化。
–经过一段时间的固化，将固化后的磷石膏进行干燥处理。
4.磷石膏烧制–将干燥后的磷石膏放入烧窑中进行烧制。
–控制烧窑温度和时间，使磷石膏发生化学变化。
–烧制后得到磷石膏产品。
5.水泥缓凝剂生产–将磷石膏产品进行粉碎。
–粉碎后的磷石膏产品进行混合、调配，制成水泥缓凝剂。
6.检测和包装–对生产出的水泥缓凝剂进行严格的质量检测。
–检测合格后，将水泥缓凝剂进行包装。
工艺要点•破碎和细化过程要控制细粉的粒度，以保证后续工艺的顺利进行。
•预处理要充分搅拌，使磷石膏流动性好，有利于固化和干燥过程。
•固化过程中要控制湿度和温度，使磷石膏固化均匀、稳定。
•烧窑过程中的温度和时间要精确控制，以获得高质量的磷石膏产品。
•水泥缓凝剂的制备要注意控制粉碎、混合和调配的比例，以保证产品的性能稳定。
•质量检测要严格，确保生产出的水泥缓凝剂符合要求。
•包装要规范，确保产品的质量和安全。
结论磷石膏生产水泥缓凝剂工艺是一项复杂而重要的过程，需要细致的操作和严格的管理。
通过遵循正确的工艺流程和关键要点，可以生产出高质量的水泥缓凝剂产品。
工艺的优点•磷石膏作为原料资源丰富，在生产过程中具有较低的成本。
•磷石膏生产的水泥缓凝剂性能稳定，能够满足不同类型水泥的需求。
•工艺流程简单明了，易于操作和控制。
工艺的应用领域•水泥生产：磷石膏生产的水泥缓凝剂广泛应用于各类水泥的生产过程中。
•建筑材料：水泥缓凝剂可以用于制作楼板、石膏板等建筑材料。
磷石膏综合利用的现状和研究进展
磷石膏综合利用的现状和研究进展磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣。
其主要成分是二水硫酸钙，此外，还含有少量未分解的磷矿粉，未洗涤干净的磷酸、磷酸铁、磷酸铝和氟硅酸盐等杂质。
通常每生产1t磷酸约排放5t左右的磷石膏。
目前全世界磷石膏的年排放量非常可观，在150Mt以上。
我国磷石膏的年排放量也达到了20Mt。
这不仅占据了大量土地，而且还污染了环境。
磷石膏综合利用工艺研究，一直是国内外环保领域的重要课题。
长期来，人们都致力于研究磷石膏的有效利用。
1．作水泥缓凝剂水泥生产中需要大量的石膏作为延长凝固时间的缓凝剂。
目前我国水泥行业中所用的缓凝剂大部分为天然石膏，年耗量约20Mt/a。
磷石膏一般呈酸性，还含有水溶性五氧化二磷和氟，不能直接作水泥缓凝剂使用，需要经过预处理，去除杂质或改性。
磷石膏制水泥缓凝剂的工艺主要是洗涤去除杂质或经过改性处理。
预处理可采用水洗法，先将磷石膏加水调成含5%的固体浆料，再经真空过滤即可除去可溶性磷酸盐；也可采用中和法，用石灰（或消石灰）将可溶性磷酸盐转变为不溶性的磷酸钙，再进行干燥，焙烧碾磨后加水造粒，使之成为10-30mm粒度的产品。
杭州水泥厂、南京江南水泥厂、马鞍山水泥厂、上海水泥厂等企业都做过用磷石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂的试验。
试验表明，用经过预处理的磷石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂，不但不会降低水泥强度，而且使水泥的后期强度比天然石膏还高，且能降低生产水泥的成本。
据报道，1999年8月安徽省铜陵化学工业集团100t/a利用磷石膏生产水泥缓凝剂的工艺生产线建成投产，产品的初凝、终凝、抗折、抗压强度均达到了国家标准要求。
另外，陕西华县化工建材厂也建成了30t/a的水泥缓凝剂生产装置。
2.作石膏建筑材料磷石膏中的二水硫酸钙必须转变成半水磷酸钙才可用于作石膏建筑材料。
半水石膏有α和β2种。
前者称为高强石膏，后者称为熟石膏。
通常α-半水石膏结晶粗大、整齐、致密，有一定的结晶形状；β-半水石膏晶体细小，体积松大。
探讨磷石膏在水泥生产中的应用现状与展望
探讨磷石膏在水泥生产中的应用现状与展望发表时间：2019-07-26T11:06:56.127Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：班龙[导读] 摘要：磷石膏是一种常见的工业废渣，它对于水泥的质量改善和降本增效起着重要作用。
华润水泥技术研发（广西）有限公司广西南宁 530409摘要：磷石膏是一种常见的工业废渣，它对于水泥的质量改善和降本增效起着重要作用。
磷石膏主要用于生产硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥。
磷石膏用于制作水泥的原料时，可以为水泥提供必需的钙质。
在对水泥进行高温煅烧时，磷石膏的存在可以消除水泥中的某些杂质，降低杂质对成品水泥质量的影响。
但磷石膏的应用尚且存在一些技术难题，例如，如何提高磷石膏在高温时的分解率，以及生产不同性能水泥时磷石膏的配比量等。
本文重点论述了磷石膏在水泥生产中的应用现状以及对未来发展的预期，以期给相关从业者提供参考。
关键词：水泥；磷石膏；水泥缓凝剂1 磷石膏生产硅酸盐水泥面临的挑战由于磷石膏在水泥生产中有着重要的地位，所以目前国际上对该原料的使用进行了大量的实验和研究。
在技术上虽然取得了一定的进展，但是依然有一些问题始终得不到突破，这些问题的存在限制了磷石膏的使用。
1.1 磷石膏用作硅酸盐水泥缓凝剂磷石膏的来源广泛，主要组分具有一定的优越性。
这些优点决定了磷石膏可以用于代替天然石膏来进行生产，此举有利于节约生产成本，提高生产经济效益。
在实际的生产过程中，磷石膏最直接的使用方式就是作为硅酸盐水泥的缓凝剂。
目前为止，相关行业的技术人员对此已经进行了大量的研究和实验，但是技术上的问题依然存在。
目前，在实际的生产中，磷石膏的可使用率依然很低，只有不到百分之五，即生产一吨硅酸盐水泥可使用的磷石膏不到50千克。
除此之外，磷石膏中含有杂质，这些杂质的存在也在一定程度上限制了磷石膏在水泥生产中的使用。
相对于天然石膏而言，磷石膏的优越性主要体现在它对水泥的稠度和力学性能的影响都比较小。
磷石膏水泥缓凝剂标准
磷石膏水泥缓凝剂标准
磷石膏水泥缓凝剂是一种常用的建筑材料，它可以使水泥在混凝土中
缓慢凝固，从而延长混凝土的施工时间，提高混凝土的强度和耐久性。
磷石膏水泥缓凝剂的标准是指该产品在生产和使用过程中需要遵守的
一系列技术规范和质量要求，以确保产品的质量和安全性。
磷石膏水泥缓凝剂的标准主要包括以下几个方面：
1.化学成分标准：磷石膏水泥缓凝剂的化学成分应符合国家相关标准，其中主要成分为磷酸盐和硫酸盐。
2.物理性能标准：磷石膏水泥缓凝剂的物理性能包括颗粒大小、比表面积、水分含量、流动性等指标，这些指标对产品的质量和使用效果有
着重要的影响。
3.生产工艺标准：磷石膏水泥缓凝剂的生产工艺应符合国家相关标准，包括原料的选用、生产过程的控制、产品的包装和储存等方面。
4.质量控制标准：磷石膏水泥缓凝剂的生产企业应建立完善的质量控制体系，对产品的质量进行全面监控和检测，确保产品符合标准要求。
5.安全性标准：磷石膏水泥缓凝剂的生产和使用应符合国家相关安全标准，确保产品的安全性和环保性。
总之，磷石膏水泥缓凝剂的标准是保障产品质量和安全的重要保障，生产企业和使用者应严格遵守相关标准，确保产品的质量和安全性。
浅谈磷石膏对水泥性能的影响
qiyekejiyufazhan磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体副产物，每生产1t 磷酸会产生4.0～5.0t 磷石膏，其主要成分为二水硫酸钙（CaSO 4·2H 2O ），此外含有少量未反应的磷矿、磷酸、氟化物、有机物及钾、钠等成分。
据不完全统计，全球磷石膏累积排放量约56亿t ，每年新增1.1亿～1.5亿t 。
我国磷石膏年产生量约7500万t ，累计排量近6亿t ，是副产石膏中排量最大的一种。
近年来，建材行业的快速发展及石膏在建筑材料行业的广泛应用，使天然石膏资源越来越紧俏。
此外，电厂的脱硫石膏也被广泛加工成石膏制品，导致传统水泥调凝剂的天然石膏和工业脱硫石膏价格不断上涨，给水泥企业的石膏供应及生产成本控制带来很大困难。
广西鹿寨等地已排放的上百万吨磷石膏长期露天堆放，对地下水资源造成污染。
因此，广西鱼峰水泥股份有限公司加大对磷石膏工业化试验研究开发及应用力度，使磷石膏完全或部分替代原有的天然石膏和脱硫石膏，既变废为宝为企业降本增效，又消纳固体废物保护环境。
1磷石膏不同掺量对水泥性能的影响为探索磷石膏对水泥凝结时间及强度等的影响，分别按照P.O42.5水泥及M32.5水泥的配比进行小磨试验，在相同SO 3和比表面积的前提下，石膏按3种配比掺入（单用天然石膏，天然石膏：磷石膏=1∶1，单用磷石膏），本次小磨试验采用的磷石膏pH 值为7.6，试验结果见表1。
从表1可以看出，无论是P.O42.5水泥还是M32.5水泥，磷石膏在不同掺量下，水泥的标准稠度需水量、3d 抗压强度几乎没有改变，反而28d 抗压强度略有提升；水泥的凝结时间随磷石膏的掺入明显延长，而且规律明显。
这说明磷石膏替代天然石膏作为水泥缓凝剂不影响水泥强度、安定性及标准稠度需水量，并达到更明显的水泥凝结时间延长效果。
2磷石膏pH 值对水泥性能的影响相关研究表明，由于磷石膏本身含有不同量的可溶性磷、氟、硫酸等杂质，导致磷石膏在酸碱性上呈酸性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.2.3有机物
磷矿石带入的有机物和磷酸生产时加入的有机絮凝剂使磷石膏 中含有少量有机物， 残留在磷石膏中的有机物会附在磷石膏表面。 用
磷石膏作水泥缓凝剂在硬化时有机物会阻碍CaSO・ 2H2O的形成，能
延缓水泥的凝结时间，但是将以降低强度为代价。
1.2.4含水量
磷石膏应用基水分较大，含水率为20%- 25%这将会造成下料仓 的结块、堵塞等，影响水泥的正常生产。
表3磷石膏对水泥的物理性能影响的对比实验测试
编
号
石膏种
类
SO/
%
比表面积/
(m•kg-1
)
标准 稠度 用水 量
/%
安
疋
性
凝结时
间/h
抗折强度
/MPa
抗压强度
/MPa
初
凝
终
凝
3d
27d
3d
27d
1
石膏
2.1
468
0.22
合2.0
3.0
5.4
8.4
25.2
57.4
2
格
2
8
2
磷石膏
2.2
460
0.24
合
3.5
张云宝
2013年5月30日
V7IM亿达•建设
大连软件园1号楼及周边改造地块项目
3#楼炉渣回填施工技术交底
编制人：马广军一
审核人：刍E旭—
2014年11月26日
2结论
磷石膏用作水泥缓凝剂的主要危害物是可溶P2Q,造成水泥过分 缓凝，并且早期强度下降， 因此磷石膏不能直接作为水泥缓凝剂。为 了消除磷石膏中有害成分对水泥的性能的影响， 采用氧化铝生产过程 的赤泥作为改性剂，获得良好的效果。
用赤泥改性磷石膏用作缓凝剂，解决了排放磷石膏和赤泥废渣占 用土地、污染环境的问题， 其水泥生产企业可实现经济效益和社会效 益双赢，因而用赤泥作为磷石膏改性剂是一种值得推广应用水泥缓凝 剂，可以成为石膏的替代品。
由表1可知，天然石膏与磷石膏的化学成份SO和CaO大致相同。 由此可见，磷石膏可以代替石膏作水泥的缓凝剂， 但是磷石膏中有天 然石膏中没有的P2O、F和有机物，呈现较强的酸性，pH=3.4左右, 并且含水高达21%由于这些差别存在必然会影响水泥的性能，妨碍 磷石膏在水泥中的应用。只有了解磷石膏中杂质的水泥中危害行为， 才能有效开发磷石膏在水泥中的应用。
1.2.2共晶磷
CaHPO 2HQ与CaSQ・2HQ同属单斜晶系晶格常数也极为相近在 一定条件下CaHPQ- 2H2Q可以进入CaSQ・ 2H2Q晶格形成固溶体。在 生产磷酸铵时，磷酸氢钙部分取代石膏中的水分子而进入石膏晶格中， 生成共晶磷。当掺有该种磷石膏的水泥加水拌合时， 在强碱性环境下， 共晶磷又释放出来，起到和可溶性RQ相同的有害作用。
1.3磷石膏的改性
根据磷石膏对水泥产生的危害分析，磷石膏作为天然石膏替代品 的改性研究，主要从以下几个方面入手：（1）消除有害可溶磷、氟 和有机物，使磷石膏具有天然石膏的缓凝性能；（2）改性后的磷石 膏应能适当增强水泥的强度；（3）改性后的磷石膏含水率应低，方 便水泥企业使用；（4）生产改性磷石膏投资少、成本低，能为企业 创造效益。
(J.2T
0.LT
142实验过程
将干燥的赤泥与含水率为21%勺磷石膏按一定比例混合、均化，
然后陈化24h以上，就可以制成改性磷石膏。将熟料破碎到5~7mm
与5%勺改性磷石膏在实验球磨机上粉磨，然后进行物理性改性磷石膏与天然石膏对水泥性能的影响。分 别将三者掺入同样的熟料，同的养护条件的进行养护，然后测试其物 理性能，其结果见表3。
4.6
5.2
8.5
23.2
57.0
1
格
7
2
3
3
改性磷
2.1
459
0.23
合
2.0
3.1
5.3
8.3
28.5
59.2
石膏
8
格
5
7
0
从表3可以看到，在同样的条件下，用磷石膏作水泥的缓凝剂， 使水泥的凝结时间增加，这主要是因为石膏的水化硬化速度取决于以 下几方面：石膏的溶解速度和过饱和度、石膏晶核的形成和晶体的生 长。能减弱这三个过程中的任何一项， 就能够延缓水泥的凝结时间延 长。磷石膏作缓凝剂的缓凝效果的缓凝是因为生成的有机酸钙，磷酸
从上述可以看到，磷石膏能作为水泥缓凝是由于在其中存在着磷、 氟和有机酸杂质， 使水泥的水化速度降低的缘故， 降低水泥的早期强 度。
表3可见，掺了用赤泥改性的磷石膏后，与石膏相比，水泥的强 度没有降低，反而有所提高，同时凝结时间也取得良好的效果。这是 由于用碱性赤泥作为磷石膏的改性剂， 氟和部分磷转化为难溶的磷酸 钙和氟化钙矿物质，使水泥中磷的含量<1%，消除磷和氟对水泥的影 响，提高水泥的后期强度，同时在赤泥中含有一定量C3A和TiO2化合 物，促进水泥的水化，提高水泥的强度。
基于上述，赤泥是工业废渣而且呈碱性，作为磷石膏的改性剂， 除了充分利用工业废渣之外， 降低水泥的成本， 还中和可溶磷和氟并 使其转化为难溶的磷酸钙和氟化钙矿物质， 消除可溶性磷和氟对水泥 的影响。同时赤泥高钙质废渣，具有粘结作用，能吸收磷石膏中部分 附着水，使其含水量降低。赤泥主要的矿物成分是丫-C2S,对磷石
从上述可以看到磷石膏能作为水泥缓凝是由于在其中存在着磷氟和有机酸杂质使水泥的水化速度降低的缘故降低水泥的早期强可见掺了用赤泥改性的磷石膏后与石膏相比水泥的强度没有降低反而有所提高同时凝结时间也取得良好的效果
磷石膏作水泥缓凝剂的应用及其危害
1磷石膏的应用及危害
1.1磷石膏的物理化学性质
磷石膏多数呈灰白色，比重约为2.32 g/cm3。堆积密度为0.847 g/cm3左右。主要含有二水硫酸钙，少量是半水或无水硫酸钙。反应 生成的磷石膏含有较多的杂质，其主要成分如表1所示。
表1实验所用磷石膏和石膏的化学成分（％）
样品
名称
SiQ
CaO
Al2O
FezO
MgO
SO
P2O
K2O
F
有机
物
损失
量
磷石
膏
2.01
33.97(
0.77 C
.24 0
.21 4；
2.96 2.
48 0.
023 0/
6 0.1
2
19.03
石膏
2.62
35.25(
0.89 C
.17 0
.87 4：
3.10
13.52
膏起固化作用，提高水泥的早期强度。
1.4改性后磷石膏的试验与结果
1.4.1实验原材料
实验所用熟料和赤泥的化学组成见表2
表2实验所用熟料和赤泥的化学组成(％)
名称
S10：
AID
re3o.
SO,
搗失量
22.40
64 67
4.44
3.C4
1.32
D.30
0.16
20.51
4&.2T
&.40
3 02
0.35
磷石膏中二水硫酸钙含量超过80%^ 90%是一种重要的再生石膏
资源。但是磷石膏与天然石膏在组成和结构方面的差异使其不能直接 用于作为水泥的缓凝剂，这是由于磷石膏中含有磷、氟、有机物等诸 多有害杂质，使其性能不如天然石膏。杂质对水泥的影响如下：
1.2.1可溶磷和氟
磷石膏中的主要以H3PQ、NaF NaSiFe等形式存在的可溶性磷和 氟，可溶性磷和氟的存在减慢水化硬化的原因可能是在水化初期可溶 磷和氟形成磷酸钙和氟化钙沉淀覆盖在半水石膏表面， 阻碍其溶出与 水化，造成水泥凝结迟缓。 另一方面可溶磷和氟存在减少水泥水化生 成氢氧化钙含量，使生成钙矾石速度减慢，同时，可溶氟使水化产物 二水石膏晶体粗化晶体间的接合点减少接合力削弱， 致使其强度降低。