一種磷石膏基仿文化石結構建筑材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工建材領域，具體涉及一種磷石膏基仿文化石結構建筑材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 磷石膏是磷復肥企業以磷礦和硫酸為原料生產磷酸時的主要工業副產物，濕法磷 酸生產工藝都是通過硫酸分解磷礦粉生產萃取漿料，然后過濾制得磷酸，過濾洗滌的過程 中產生磷石膏廢棄物。
[0003] 隨著磷銨工業和高濃度磷復肥的發展，磷石膏的排放量逐年增加，目前全球每年 新增磷石膏排放量達2. 8億噸，中國約5000萬噸，占世界磷石膏年排放量的20%。大量的磷 石膏堆放，不僅占用土地資源，給企業增加巨大經濟負擔，而且還會對環境造成一定污染， 長期以來我國磷石膏沒有得到很好應用，利用率僅為10%，年利用量僅為400-500萬噸，磷 石膏的排放問題已成為制約磷肥生產的重要因素，因此，開發一種實用的磷石膏綜合利用 技術具有重要的意義。
[0004] 面對迫切的磷石膏資源化再利用的需要，許多以磷石膏為基礎制備建筑材料的技 術便相應而出。
[0005] 如公開號為CN103274616 A的專利文件公開了一種磷石膏生產磷建筑石膏的方 法，是將工業廢渣磷石膏經氣流干燥機烘干至含水率小于5 %，再送入蒸汽氣流磨內、將工 業廢渣磷石膏通過蒸汽氣流磨粉磨、脫水后，經收塵器收下、冷卻，即制得磷建筑石膏，該方 法以工業廢物磷石膏為原材料，利用工業余熱產生的過熱蒸汽為動力的蒸汽氣流磨制備 磷建筑石膏，具有原材料廣泛、生產設備簡單、產量高、成本低、生產趨于大規模化等特點； 制得的磷建筑石膏可用于制備建筑功能砂漿、也可用于生產石膏板材和砌塊，實用性強。
[0006] 又如公開號為CN1872765A的專利文件公開了一種利用磷石膏生產建筑石膏粉的 方法，其工藝過程為：將磷石膏廢渣預均堆場后送入連續式高效煅燒窯中煅燒，出窯，在自 然條件下陳華7-15天后磨成100-200目粉即成，該方法擺脫了傳統工藝中將磷石膏水洗后 利用的老路子，避免了環境與水的二次污染，節約水資源，且能夠生產出符合國家標準的石 膏粉。
[0007] 同時也有利用磷石膏制備建筑保溫材料的技術出現，但是卻沒有看到有關利用磷 石膏制備建筑材料過程中針對仿制文化石結構的技術方案出現。
[0008] 因此本發明人通過大量的研宄和實驗，利用磷石膏為主要原料，通過加工后在其 表面噴涂與文化石紋路相似的油漆或涂料，生產出外觀上與文化石相同的建筑材料，作為 取代文化石的一種建筑材料。
【發明內容】
[0009] 為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種磷石膏基仿文化石結 構建筑材料及其制備方法。
[0010] 本發明是通過以下技術方案予以實現的：
[0011] 一種磷石膏基仿文化石結構建筑材料，它由以下重量份原料組成：磷石膏50-90 份、電解黃磷爐渣30-70份、生石灰2-10份。
[0012] 所述磷石膏基仿文化石結構建筑材料由以下重量份原料組成：磷石膏60-80份、 電解黃磷爐渣40-60份、生石灰4-8份。
[0013] 所述磷石膏基仿文化石結構建筑材料由以下重量份原料組成：磷石膏70份、電 解黃磷爐渣50份、生石灰6份。
[0014] 所述磷石膏基仿文化石結構建筑材料中還含有由石英砂60份、彩砂8份、丙烯酸 乳液15份、水18份、防沉劑0. 5份、水溶性聚氨酯3份、成膜助劑0. 5份、氨水0. 2份組成 的具有文化石石紋色彩的涂料。
[0015] 所述憐石霄中CaSO4 · 2H20含量^ 89%。
[0016] 所述磷石膏中P2O5含量彡5 %。
[0017] 本發明還提供了上述磷石膏基仿文化石結構建筑材料的制備方法，該方法包括以 下步驟：
[0018] (1)配料：取磷石膏與生石灰按照質量比為12:1的比例中和處理Imin后，放入攪 拌機中攪拌60s，然后打開攪拌機，加入電解黃磷爐渣繼續攪拌50s，得到混合物料，再將混 合物料干燥至游離水< 1%后，放入球磨機中粉磨55min ;
[0019] (2)陳化：將步驟（1)中經過球磨后的混合物料在145-175°C的溫度下煅燒2-4h 后進彳丁陳化，陳化時間為27_32h ;
[0020] (3)成型：將陳化后的物料放入振動成型機中，按照所需的形狀振動成型；
[0021] (4)蒸壓養護：將振動成型的物料自然養護4-6d后，進行蒸壓養護，采用升溫速度 為20°C /h，控制溫度為140-160°C，壓力為I. 2-1. 5MPa，養護時間為4-7h ;
[0022] (5)磷石膏基材：取出經過蒸壓養護的物料，自然冷卻降溫后即得到磷石膏基材；
[0023] (6)干燥：將磷石膏基材放入干燥機中干燥至含水量< 7%即可；
[0024] (7)噴涂：取具有文化石石紋色彩的涂料，均勻的噴涂在磷石膏基材上，一共噴涂 兩次；
[0025] (8)成品：將噴涂完成的磷石膏基材，放入溫度為28°C的干燥室中，干燥12_24h后 即得到磷石膏基仿文化石結構建筑材料成品。
[0026] 所述混合物料球磨至比表面積為270m2/kg。
[0027] 所述干燥過程中的溫度控制為70-80 °C。
[0028] 所述涂料的噴涂厚度為2. 1-2. 6mm。
[0029] 與現有技術相比，本發明的技術方案的技術效果體現在：
[0030] ①由于磷石膏中含有許多雜質及有害物質，因此本發明通過加入生石灰來中和磷 石膏中的酸性物質，使磷石膏變為中性，使磷石膏中的各種雜質除去并降低有害物質的含 量，使其成為能夠使用的二次資源，再與電解黃磷爐渣混合后進行球磨，通過球磨將磷石膏 中的二水石膏晶體規則的板狀形貌和均勻尺度進行破壞，使其顆粒形貌呈柱狀、板狀、粒狀 等多樣化，以此改善磷石膏的顆粒級配呈正態分布。
[0031] ②將經過中和與球磨處理的物料進行高溫煅燒，能夠有效將其中的P2O5分解成氣 體或者部分轉變成穩定的難溶性磷酸鹽類化合物，不需要水洗，避免了水污染的問題，后面 配合陳化使其物理性能得到進一步的改善。
[0032] ③對成型后的物料進行蒸壓養護能夠提高物料的抗凍性、抗裂性，待其養護完成 后，進行干燥即得到高標準的磷石膏基材。
[0033] ④通過噴涂的方式進行附色，能夠使制備出來的磷石膏基仿文化石結構建筑材料 的裝飾效果得到巨大的提高，采用兩次噴涂，使得材料的外觀更加精美均勻，且不容易褪色 掉色。
[0034] 總之本磷石膏基仿文化石結構建筑材料具有施工工藝簡單、輕質、防水防火性好、 抗壓強度高，抗折強度高、耐候性強的特點，而且作為室內裝飾建材具有良好的裝飾效果， 同時還消耗了大量磷石膏、減少天然石材的開采，對保護環境、實現可持續發展具有十分重 要的意義。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明工藝流程圖。
[0036] 圖2是煅燒溫度對磷石膏強度的影響示意圖
[0037] 圖3是煅燒溫度對磷石膏軟化系數的影響示意圖
【具體實施方式】
[0038] 以下結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步描述，但要求保護的范圍并 不局限于所述。
[0039] 實施例一
[0040] 配方：磷石膏50kg、電解黃磷爐澄30kg、生石灰2kg、石英砂60kg、彩砂8kg、丙稀 酸乳液15kg、水18kg、防沉劑0. 5kg、水溶性聚氨醋3kg、成膜助劑0. 5kg、氨水0. 2kg。
[0041] 制備方法：
[0042] (1)配料：取磷石膏與生石灰按照質量比為12:1的比例中和處理Imin后，放入攪 拌機中攪拌60s，然后打開攪拌機，加入電解黃磷爐渣繼續攪拌50s，得到混合物料，再將混 合物料干燥至游離水< 1%后，放入球磨機中粉磨55min，球磨至比表面積為27