一种磷石膏基仿青石结构建筑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工建材领域，具体涉及一种磷石膏基仿青石结构建筑材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 磷石膏是磷复肥企业以磷矿和硫酸为原料生产磷酸时的主要工业副产物，湿法磷 酸生产工艺都是通过硫酸分解磷矿粉生产萃取浆料，然后过滤制得磷酸，过滤洗涤的过程 中产生磷石膏废弃物。
[0003] 随着磷铵工业和高浓度磷复肥的发展，磷石膏的排放量逐年增加，目前全球每年 新增磷石膏排放量达2. 8亿吨，中国约5000万吨，占世界磷石膏年排放量的20%。大量的磷 石膏堆放，不仅占用土地资源，给企业增加巨大经济负担，而且还会对环境造成一定污染， 长期以来我国磷石膏没有得到很好应用，利用率仅为10%，年利用量仅为400-500万吨，磷 石膏的排放问题已成为制约磷肥生产的重要因素，因此，开发一种实用的磷石膏综合利用 技术具有重要的意义。
[0004] 面对迫切的磷石膏资源化再利用的需要，许多以磷石膏为基础制备建筑材料的技 术便相应而出。
[0005] 如公开号为CN103274616 A的专利文件公开了一种磷石膏生产磷建筑石膏的方 法，是将工业废渣磷石膏经气流干燥机烘干至含水率小于5 %，再送入蒸汽气流磨内、将工 业废渣磷石膏通过蒸汽气流磨粉磨、脱水后，经收尘器收下、冷却，即制得磷建筑石膏，该方 法以工业废物磷石膏为原材料，利用工业余热产生的过热蒸汽为动力的蒸汽气流磨制备磷 建筑石膏，具有原材料广泛、生产设备简单、产量高、成本低、生产趋于大规模化等特点；制 得的磷建筑石膏可用于制备建筑功能砂浆、也可用于生产石膏板材和砌块，实用性强。
[0006] 又如公开号为CN1872765A的专利文件公开了一种利用磷石膏生产建筑石膏粉的 方法，其工艺过程为：将磷石膏废渣预均堆场后送入连续式高效煅烧窑中煅烧，出窑，在自 然条件下陈华7-15天后磨成100-200目粉即成，该方法摆脱了传统工艺中将磷石膏水洗后 利用的老路子，避免了环境与水的二次污染，节约水资源，且能够生产出符合国家标准的石 膏粉。
[0007]同时也有利用磷石膏制备建筑保温材料的技术出现，但是却没有看到有关利用磷 石膏制备建筑材料过程中针对仿制青石结构的技术方案出现。
[0008] 因此本发明人通过大量的研宄和实验，利用磷石膏为主要原料，通过加工后在其 表面喷涂与青石纹路相似的油漆或涂料，生产出外观上与青石相同的建筑材料，作为取代 青石的一种建筑材料。
【发明内容】
[0009] 为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种磷石膏基仿青石结构 建筑材料及其制备方法。
[0010] 本发明是通过以下技术方案予以实现的：
[0011] -种磷石膏基仿青石结构建筑材料，它由以下重量份原料组成：磷石膏60-110 份、电解黄磷炉渣30-80份、生石灰2-10份。
[0012] 所述磷石膏基仿青石结构建筑材料由以下重量份原料组成：磷石膏70-100份、电 解黄磷炉渣40-70份、生石灰4-8份。
[0013] 所述磷石膏基仿青石结构建筑材料由以下重量份原料组成：磷石膏85份、电解黄 磷炉渣55份、生石灰6份。
[0014] 所述磷石膏基仿青石结构建筑材料中还含有由石英砂110份、彩砂20份、丙烯酸 乳液18份、水27份、防沉剂2份、水溶性聚氨酯4份、成膜助剂1份、氨水0. 8份组成的具 有青石石纹色彩的涂料。
[0015] 所述憐石霄中CaS04 ? 2H20含量多93%。
[0016] 所述磷石膏中P205含量彡4 %。
[0017] 本发明还提供了上述磷石膏基仿青石结构建筑材料的制备方法，该方法包括以下 步骤：
[0018] (1)配料：取磷石膏与生石灰按照质量比为14:1的比例中和处理lmin后，放入搅 拌机中搅拌45s，然后打开搅拌机，加入电解黄磷炉渣继续搅拌50s，得到混合物料，再将混 合物料干燥至游离水< 1%后，放入球磨机中粉磨35-40min;
[0019] (2)陈化：将步骤⑴中经过球磨后的混合物料在150-160°C的温度下煅烧2h后 进行陈化，陈化时间为32h;
[0020] (3)成型：将陈化后的物料放入振动成型机中，按照所需的形状振动成型；
[0021] (4)蒸压养护：将振动成型的物料自然养护4-6d后，进行蒸压养护，采用升温速度 为10°C/h，控制温度为100-150°c，压力为1. 1-1. 4MPa，养护时间为4-6h;
[0022] (5)磷石膏基材：取出经过蒸压养护的物料，自然冷却降温后即得到磷石膏基材；
[0023](6)干燥：将磷石膏基材放入干燥机中干燥至含水量<5%即可；
[0024](7)喷涂：取具有青石石纹色彩的涂料，均匀的喷涂在磷石膏基材上，一共喷涂两 次；
[0025] (8)成品：将喷涂完成的磷石膏基材，放入温度为40°C的干燥室中，干燥6_8h后即 得到磷石膏基仿青石结构建筑材料成品。
[0026] 所述混合物料球磨至比表面积为250m2/kg。
[0027] 所述干燥过程中的温度控制为60-80 °C。
[0028] 所述涂料的喷涂厚度为1. 5-2. 1mm。
[0029] 与现有技术相比，本发明的技术方案的技术效果体现在：
[0030] ①由于磷石膏中含有许多杂质及有害物质，因此本发明通过加入生石灰来中和磷 石膏中的酸性物质，使磷石膏变为中性，使磷石膏中的各种杂质除去并降低有害物质的含 量，使其成为能够使用的二次资源，再与电解黄磷炉渣混合后进行球磨，通过球磨将磷石膏 中的二水石膏晶体规则的板状形貌和均匀尺度进行破坏，使其颗粒形貌呈柱状、板状、粒状 等多样化，以此改善磷石膏的颗粒级配呈正态分布。
[0031] ②将经过中和与球磨处理的物料进行高温煅烧，能够有效将其中的P205分解成气 体或者部分转变成稳定的难溶性磷酸盐类化合物，不需要水洗，避免了水污染的问题，后面 配合陈化使其物理性能得到进一步的改善。
[0032] ③对成型后的物料进行蒸压养护能够提高物料的抗冻性、抗裂性，待其养护完成 后，进行干燥即得到高标准的磷石膏基材。
[0033] ④通过喷涂的方式进行附色，能够使制备出来的磷石膏基仿青石结构建筑材料的 装饰效果得到巨大的提高，采用两次喷涂，使得材料的外观更加精美均匀，且不容易褪色掉 色。
[0034] 总之本磷石膏基仿青石结构建筑材料具有施工工艺简单、轻质、防水防火性好、抗 压强度高，抗折强度高、耐候性强的特点，而且作为室内装饰建材具有良好的装饰效果，同 时还消耗了大量磷石膏、减少天然石材的开采，对保护环境、实现可持续发展具有十分重要 的意义。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明工艺流程图。
[0036] 图2是煅烧温度对磷石膏强度的影响示意图
[0037] 图3是煅烧温度对磷石膏软化系数的影响示意图
【具体实施方式】
[0038] 以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并 不局限于所述。
[0039] 实施例一
[0040] 配方：磷石膏60kg、电解黄磷炉澄30kg、生石灰2kg、石英砂110kg、彩砂20kg、丙 稀酸乳液18kg、水27kg、防沉剂2kg、水溶性聚氨醋4kg、成膜助剂lkg、氨水0. 8kg。
[0041] 制备方法：
[0042] (1)配料：取磷石膏与生石灰按照质量比为14:1的比例中和处理lmin后，放入搅 拌机中搅拌45s，然后打开搅拌机，加入电解黄磷炉渣继续搅拌50s，得到混合物料，再将混 合物料干燥至游离水< 1%后，放入球磨机中粉磨35min，球磨至比表面积为250m2/kg;
[0043] (2)陈化：将步骤（1)中经过球磨后的混合物料在150°C的温度下煅烧2h后进行 陈化，陈化时间为32h;
[0044] (3)成型：将陈化后的物料放入振动成型机中，按照所需的形状振动成型；
[0045] (4)蒸压养护：将振动成型的物料自然养护4d后，进行蒸压养护，采用升温速度为 10°C/h，控制温度为100°C，压力为1.IMPa，养护时间为4h;
[0046] (5)磷石膏基材：取出经过蒸压养护的物料，自然冷却降温后即得到磷石膏基材；
[0047] (6)干燥：将磷石膏基材放入干燥机中，温度控制为60°C，干燥至含水量< 5%即 可；
[0048] (7)喷涂：先将水与水溶性聚氨酯混合搅拌，再缓慢的加入防沉剂，加速搅拌25s 后缓慢加入丙烯酸乳液、成膜助剂、氨水，搅拌均匀后加入石英砂、彩砂再加速搅拌2min后 即得到具有青石石纹色彩的涂料，将该涂料均匀的喷涂在磷石膏基材上，一共喷涂两次，喷 涂厚度为1. 5mm ;
[0049](8)成品：将喷涂完成的磷石膏基材，放入温度为40°C的干燥室中，干燥6h后即得 到磷石膏基仿青石结构建筑材料成品。
[0050] 实施例二
[0051] 配方：磷石膏110kg、电解黄磷炉澄80kg、生石灰10kg、石英砂110kg、彩砂20kg、 丙稀酸乳液18kg、水27kg、防沉剂2kg、水溶性聚氨醋4kg、成膜助剂lkg、氨水0. 8kg。
[0052] 制备方法：
[0053] (1)配料：取磷石膏与生石灰按照质量比为14:1的比例中和处理lmin后，放入搅 拌机中搅拌45s，然后打开搅拌机，加入电解黄磷炉渣继续搅拌50s，得到混合物料，再将混 合物料干燥至游离水< 1%后，放入球磨机中粉磨36min，球磨至比表面积为250m2/kg;
[0054] (2)陈化：将步骤（1)中经过球磨后的混合物料在152°C的温度下煅烧2h后进行 陈化，陈化时间为32h;
[0055] (3)成型：将陈化后的物料放入振动成型机中，按照所需的形状振动成型；
[0056] (4)蒸压养护：将振动成型的物料自然养护4d后，进行蒸压养护，采用升温速度为 10°C/h，控制温度为110°C，压力为1. 2MPa，养护时间为4h;
[0057] (5)磷石膏基材：取出经过蒸压养护的物料，自然冷却降温后即得到磷石膏基材；
[0058] (6)干燥：将磷石膏基材放入干燥机中，温度控制为65°C，干燥至含水量< 5%即 可；
[0059]