免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料 【技术领域】
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域。一种利用火电厂固体废弃物——原状二水脱硫石膏，和磷肥厂固体废弃物——原状二水磷石膏，不经传统的煅烧工艺，不经予处理，实施免煅烧技术，直接使用。具体涉及一种免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料。并以此为核心母料，再与骨料或掺和料、外加剂配合，可生产出高强、耐水石膏砖、砌块、条板和粉刷石膏等干混砂浆。
背景技术
我国是世界上火力发电大国，每年SO2排放量世界第一，为2500万吨，国家采取了强制性脱硫措施，到2010年由脱硫产生的脱硫石膏，达5000万吨；我国又是磷肥生产大国，年生产量达到世界第一，到2010年，由生产磷肥产生的固体废弃物——磷石膏5000万吨，现存一亿吨。这个数字是惊人的。普遍采取抛弃法，购地堆放、填埋，既增加企业负担，又造成第二次对水源、大气、土地的污染。
在循环经济和科学发展观政策的强力推动下，为了解决这一问题，业内不少企业，包括设备制造、生产加工企业，纷纷沿袭传统的加工工艺，把原状的二水脱硫石膏、磷石膏，投资千万元设备，进行干燥、煅烧、粉磨、变成β--半水石膏，再加工生产应用。带来的问题是：一是前期设备投入大、工艺复杂；二是，二次耗能、二次污染；三是，产品“强度低，不耐水”；四是，产品质量不稳定，影响使用；五是，成本高、不环保。
在文献检索中发现，《一种胶凝材料石膏——水泥及其生产方法》，申请公开号为：ZL200810031155·6。其不足之处是：一是，只能生产干粉砂浆类产品，而不能生产墙砖、砌块、条板类产品，使用范围窄；二是，没有湿热养护工艺，水化反应不充分，耐水性差、强度低；三是，技术配方不合理。原状二水脱硫石膏、磷石膏消耗量低；同时，又用硬石膏，替代二水石膏，成本高，难于推广应用。
【发明内容】
本发明提供一种免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料，一是，省去了千万元煅烧设备的投入，工艺简化，没有二次污染，二次能耗，节能环保，成本低；二是，该发明同时克服了经煅烧的β--半水石膏“强度低、耐水性差”的弊病，软化系数高，综合性能佳。三是，除可生产干粉砂浆产品外，还可生产石膏基墙砖、条板、砌块，可用于外墙和承重部位。拓展了市场应用范围。
本发明是通过以下技术方案实现的，其组份和重量百分比为：
免煅烧二水脱硫石膏或磷石膏： 60-80％
火山灰活性矿物材料： 10-25％
碱性激发材料： 5-15％
促凝材料： 0.5-2％
上述复合胶凝材料中，所述的免煅烧二水脱硫石膏，为火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物--原状二水脱硫石膏；所述的磷石膏，为磷肥厂的固体废弃物——原状二水磷石膏；所述的火山灰活性矿物材料为：粉煤灰、高炉矿渣微粉；所述的碱性激发剂为：氧化钙、水泥熟料；所述的促凝剂为：硫酸纳、甲酸钙。
上述免煅烧脱硫石膏、磷石膏，制备高强、耐水复合胶凝材料方法，其步骤包括：
①将活性材料、激发材料、促凝剂，按比例、干粉状、计量混合球磨，装袋待用，构成核心母料。
②将原状的半湿态二水脱硫石膏或磷石膏，附着水≤10％，与核心母料混合搅拌构成复合胶凝材料。将复合胶凝材料现场与骨料、轻骨料、增强剂混合搅拌，经成型机挤压，分别生产出石膏砖、自保温砖、石膏砌块、石膏条板产品。
③将原状的干粉状脱硫石膏或磷石膏与核心母料混合，计量装袋，构成复合胶凝材料。加工生产粉刷石膏等干混砂浆产品。
本发明公开的免煅烧脱硫石膏，制备高强，耐水复合胶凝材料，技术经过反复试验室试验、中试生产，抗压、抗折，耐水性能、软化系数，抗冻融性能均佳。二水脱硫石膏、磷石膏，属气硬性材料，本身没有自硬性，也没有胶凝性。在添加了活性材料后，加上本身又属水硬性材料，在激发剂、促凝剂和水的作用下，进行水化反应，生成了钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)胶凝。钙矾石围绕着二水石膏形成密实、紧凑、均匀的骨架结构。而水化硅酸钙胶凝材料，交叉搭接，充其之中，形成整体。再加上工艺上的湿热养护，加快和完善水化反应的进程，使之生成有着足够数量、晶体形状合理、结构紧密的水化产物。使强度和耐水性得到更大提高。材料发生了质的变化，集气硬性和水硬性优势于一身。这种复合胶凝材料，与不同骨料、不同增强材料、不同配比混合挤压成型或混合，可以生产出标砖、砌块、条板和干粉砂浆。
本发明免煅烧脱硫石膏、磷石膏，高强、耐水复合胶凝材料，净浆，经过湿热养护，抗折强度：3.1-4.6Mpa，抗压强度：30.0-33.0Mpa，软化系数：0.85-0.97。本发明中，脱硫石膏或磷石膏的利用率达到60-80％，加上活性材料(固体废弃物)18-25％，总固体废弃物利用率达到92％以上。对节约天然资源，能源和土地资源，改善环境，做出了积极贡献。
【具体实施方式】
下面结合实例，对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供的免煅烧二水脱硫石膏、磷石膏，制备复合胶凝材料的组份和重量为：
免煅烧二水脱硫石膏或磷石膏： 60-80％
火山灰活性矿物材料： 10-25％
激发材料： 5-15％
促凝材料： 0.5-2％
以上所述的免煅烧二水脱硫石膏，是指火电厂经湿法脱硫后，所产生的固体废弃物——原状二水脱硫石膏；所述的磷石膏，为磷肥厂生产磷肥，所产生的固体废弃物——原状二水磷石膏；所述的火山灰活性矿物材料为：粉煤灰、高炉矿渣微粉；所述的激发材料为：氧化钙、水泥熟料；所述的促凝剂为：硫酸纳、甲酸钙。
本发明的制备方法为：
①将活性材料、激发材料、促凝剂，按比例、干粉状、计量混合球磨，装袋待用，构成核心母料。
②将原状的半湿态二水脱硫石膏或磷石膏，附着水≤10％，与核心母料混合搅拌构成复合胶凝材料。将复合胶凝材料现场与骨料、轻骨料、增强剂混合搅拌，经成型机挤压，分别生产出石膏砖、自保温砖、石膏砌块、石膏条板产品。
③将原状的干粉状脱硫石膏或磷石膏与核心母料混合，计量装袋，构成复合胶凝材料。
加工生产粉刷石膏等干混砂浆产品。
实施例一：
本实例的原材料配比为：
免煅烧原状二水脱硫石膏： 65％
粉煤灰： 14％
矿渣微粉： 10％
水泥： 8％
氧化钙： 2％
硫酸纳： 1％
生产方法为：
1.除做干粉砂浆，原状二水脱硫石膏或磷石膏须干燥外，其余原状二水脱硫石膏或磷石膏，生产墙砖、砌块、条板，以半湿状，直接使用，但附着水不能大干10％，然后振动过筛(￠5mm)；现场与核心料、骨料、外加剂混合搅拌；
2.粉煤灰：I级或II级；
3.矿渣微粉：S95；
4.水泥：32.5或42.5，0.25mm方孔筛过筛；
5.氧化钙：￠0.08mm方孔筛过筛；
6.硫酸纳：￠0.315mm方孔筛过筛
7.除原状二水脱硫石膏外，其他配料是干粉状，混合球磨，装袋待用，即为核心母料。
实施例二：
本实例的原料配比为：
免煅烧原状二水磷石膏： 70％
矿渣微粉： 12％
水泥： 8％
粉煤灰： 7％
氧化钙： 2％
甲酸钙： 0.5％
硫酸钾： 0.5％
制备方法为：
上述组份中的原状二水磷石膏，须粉磨后，再与核心母料、骨料混掺。
实施例三：
本实例的原料配比为：
免煅烧原状二水磷石膏： 35％
免煅烧原状二水硫石膏： 35％
矿渣微粉： 18％
粉煤灰： 6％
水泥： 2％
氧化钙： 3％
甲酸钙： 0.5％
硫酸钾： 0.5％。