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磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究武汉理工大学硕士学位论文磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究姓名：陈永忠申请学位级别：硕士专业：建筑材料与工程指导教师：龙世宗20070601武汉理工大学硕士学位论文中文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350m2／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A282Cl。
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15Illm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。
关键词：磷石膏，磷渣，化学激发，磷渣硅酸盐水泥，调凝剂武汉理工大学硕士学位论文AbstractWi血the of tonsofrapidlydevelopmentphosphorousindustry,millionsfromthis andbyproductsproduced sector,phsphogypsumphosphorousslag PS ，ale notutilized becomesthemainobstaclethesustainableproperly，which affectingadvancementoftheindustry．Inthis iscarriedoutbasedonthe thatstudypaper,the problemsphsphogypsumand Callresultin timeandloweractivationwhensh90'S1phosphorous longersettingusedincgnlentandeoneret．Onthe ofPS mostsuitable ofchemicalstudy activiation，the compoundtheactivationismadeand PSat contentisphosphorousslagcement PSC withhi曲erthe ofchemicalthecour跎ofthe onpracticedbyusingwayactivation．During studymodificationof of thesolublephosphogypsum，thetechnologymakingphosphatesasinsolubleand a托testedtomeetthe ofprocessingsphericity requirementsbeingretarder．Some and suchasmodem diffractioninanalyzingtestingwaysX-raysourceasforatomicemssionqualitative XRD ，inductivelyplasmatheformusedtodetectandstructureofmaterialsandtospectrometry ICP-AES alemakecommentsonmechanism．processThemsults thatPSisactivated ofshow by the chemicalgreatlyusingwaycanbePSC with PSatcontentofactivation,32．5produced350m2／kg 40％，thereachOr theat and ofthePSCcan P??Swiththe 盛qnxes订ength surpass3days28dayssurfacecontent．Themostsuitablefactor ofand combinationactivationspecificadditiveisA282CI．ofTheresearchindicatesasmall soluble havequantity phosphatessignificant retardationeffecton samecontentofcement,whilethe insoluble havephosphates lessretardation the wimtwoalkalieffect．Bymodilyingphosphogypsumsubstances,Aand Aisresultsshow betterthanB．ThesuitableB，respectively，thegeneralmodificationon asthewimprocessphosphogypsumfollows：modifyphosphogypsumAatthecontentof6％．thenextrudeitinto thediameterof15sphericity埘t1111武汉理工大学硕士学位论文millimeters itfor at15minutesthe ofapproximately，finallydrytemperature140" 2．Themodified ballscallholdtheimumphosphogypsumcompressiveasmuchas andhave4MPa thesame when strength peffb皿锄ce硒retarder comparedwithnatulalthe is andcanmeet theneedsofrealisticgypsum,theprocesspracticalproduction．Keywords：phsphogypsum,phosphorousslags，chemicalactivation，phosphorousslagcement,retarderIll此页若属实．请申请人及导师签名。
矿渣配料在水泥中的应用我公司1997年投产以来，一直延续采用石灰石、砂岩、铁矿石和粉煤灰4组分配料，石灰石矿山为公司自有住操营石灰石矿，矿层赋存于奥陶下统冶里组和寒武系中统张下组石灰岩矿层中。
多年来我公司水泥熟料28d强度一直偏低，经过对生产过程分析，并与其它采用相同品质石灰石的水泥生产厂家的生产情况比对发现，可能是由于石灰石活性差对熟料质量有一定影响。
2 004年有限公司投产，有大量矿渣产出，矿渣点在我公司附近，且价格低，使我公司有条件进行矿渣配料生产水泥试验工作。
经过取样分析、配料设计、生产试验及生产成本核算等一系列工作，证明：采用矿渣配料后熟料质量略有提升，就地取材利用废渣节省了石灰石资源，并有一定的经济效益和社会效益。
以往水泥厂、水泥厂已有利用矿渣配料生产水泥的成熟经验，但对于我公司来说，由于采用新型干法水泥生产技术，且原料粉磨为立式辊磨生产系统，在采用矿渣配料生产过程中也还是遇到了许多新问题。
1 生产基本情况(1) 生产线主机配置情况(表1)设计水泥熟料生产能力4000t／dDDF分解炉；原料磨为日本宇部LM43.41立式辊磨；煤粉制备采用AW220—3ARS立式辊磨；水泥磨为日本川崎重工CKP-170立磨预粉磨系统。
石灰石、砂岩从工厂自有矿山经铁路专用线运输进厂，铁矿石汽运进厂，三种原料经各自预均化堆场后入原料调配站。
采用矿渣配料后利用备用调配库由铲车入料、皮带称计量后入LM43. 41立磨。
粉煤灰通过库下计量绞刀直接加入到成品生料斜槽中。
原料粉磨系统见图l。
图1 原料粉磨系统(2) 各种原料化学成分(表2)表2 各种原料化学成分，％由表2数据可以看出，石灰石、矿渣中Mg0含量比较高，配料需要考虑矿渣中Mg0带来的影响。
(3) 配料方案设计(表3)在采用矿渣配料试验期间，相当于五组分配料，依据配料计算矿渣配比最大可以达到20％，但在实际生产中，当矿渣配比超过10％时，原料立磨产量大幅下降且振动频率加大，难以保证正常生产。
水泥生产 Cement production6关于磷渣配料生产优质水泥的生产实践滕 遹（云南建投云岭水泥有限公司）中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）05-0006-01摘要：磷渣配料生产优质水泥一直是水泥行业研究的课题，这种生产方式能减少生产成本投入，提升经济效益。
云南建投云岭建材有限公司对磷渣配料生产优质水泥进行了实验研究，在生产中增加磷渣两位30-40%pps32.5，物料综合水分在4.2-6.8，水泥控细度≤3.5，三氧化硫SO 3控制在2.8±0.3。
经过研究发现，在生料中添加定量磷渣能够有效较低生产成本，提出产品质量，获得经济效益。
关键词：磷渣配料；生产；优质水泥；实践磷渣作为一种生产排放的废渣，搁置占地面积较大，并且会污染周边环境，对地下水污染较为严重。
所以磷渣再次利用，能够在节约环境的基础上，提升经济效益。
据相关文献记载，水泥中增加磷渣可以代替部分石灰石、黏土质原料等进行配料，能够实现资源再次利用，磷渣中具有的P 205、F 等能够对熟料产生煅烧作用，可以有效降低烧制温度，能够提升熟料质量，从而增加混合料的摄入量。
从而实现降低成本，增加效益。
1磷渣配料试产分析1.1磷渣的特性及成分分析磷渣从表面看是一种细颗粒状物质，粒度一般在2-5mm 左右，磷渣的形成首先是经过高温，然后又经过冷却形成的碎渣，成分与粒化高炉矿渣相似，其主要成分是SiO 2以及CaO，其中还有AL 2O 3、Fe 2O 3、MgO、P 205、F，磷渣在经过高温冷却后，其中玻璃体含量可以达到90%左右。
部分企业在生产黄磷时，经过检验发现，磷渣成分较好，五氧化二磷成分不高，所以可以就地取材，使用这种厂家的磷渣。
1.2配料方案甄选在第一次试生产过程中，考虑到我厂经验还不够丰富，所以将磷渣选量为7%，保障生产窑塑料质，熟料三值率设定在KH=0.85±0.02，SM=2.5±0.2，IM=1.4±0.2。
1.黄磷生产原材料：磷矿石、焦炭、硅石。
2.磷渣是以硅酸盐玻璃体形态存在的。
3.磷渣的主要化学成分：4.磷渣和矿渣都主要以玻璃体形式存在。
研究表明，磷渣玻璃体含量一般能够达到85%——90%，此外还存在一些潜在矿物相硅灰石和枪晶石等，以及部分结晶相如石英、假硅灰石、方解石和氟化钙等。
5.狭义玻璃定义是指由无机物熔体，冷却而获得的非晶态固体。
6.无机玻璃的外部特征：硬度较高，脆性大，断裂面往往呈贝壳状及蜡状。
7.玻璃的通性：各向同性、介稳性、由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的和渐变的8.玻璃态是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，常见的玻璃态物质有绝大多数玻璃,绝大多数塑料橡胶等。
9.X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。
10.用X射线衍射测定结晶度，根据不同物质的特征衍射线的强度和形状，采用不同的处理（欣克利法）XRD在无机材料结晶度的测定中的应用.pdf 和计算方法来评定、估计其结晶程度。
11.（1）微晶学说----微晶学说的要点：“微晶”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微观多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“微晶”不同于一般微晶，而是晶格极度变形的微小有序区域，在“微晶”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“微晶”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界线。
微晶学说主要揭示了玻璃的微不均匀性和近程有序性，但不能说明“晶子”的尺寸和含量。
12.（2）无规则网络学说-----------无规则网络学说是晶体学家查哈里阿森于1932年根据早起硅酸盐晶体结构的X射线衍射研究结果提出来的。
无规则网络学说包括以下几个要点：玻璃和晶体比，三度空间是无规则网络；无机玻璃网络是由玻璃形成离子和氧离子的多面体构成骨架，网络的结合程度取决于桥氧百分数；网络变性体无序地分布于骨架空隙中。
