免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法 【技术领域】
本发明属于工业固体废弃物资源化利用的技术领域。具体涉及一种将火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物——脱硫石膏，和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物——磷石膏，不经予处理，通过免煅烧实施化学、物理的反应机理，进行改性，制备一种高强、耐水石膏砖、砌块。
背景技术
我国是世界上火力发电大国，每年SO2的排放量2500万吨，为世界第一，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，又造成二次对水源、大气、土地、人畜的污染。
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，包括设备制造业、生产加工业，纷纷沿袭传统的加工工艺，把原状的二水脱硫石膏和磷石膏，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，耐水差”；四是，产品质量不稳定，影响使用；五是，成本高、不环保。
在检索资料中发现，中国发明专利申请《一种磷石膏复化砖及其生产方法》公开号：200610020054·X，有以下几个问题：一是原状的二水磷石膏，须高温、高压蒸养，压力0.1-1.3Mpa，温度100-250℃，带来二次耗能、二次污染，二是，成型后，再次高压、高温蒸养，压力为0.1-1.3Mpa，温度100-250℃，时间5-24h，带来第三次耗能、三次污染；三是，成本高，难以推广、使用；四是，只区限于磷石膏加工生产。
又检索出《一种耐水高强石膏基混凝土砖或砌块及其生产方法》，公开号：200810031154·1，不足之处是：原状二水脱硫石膏、磷石膏利用率太低，与硬石膏各占50％；
二、因为使用硬石膏，成本提高，缺乏价格优势；三是、没有湿热养护工艺，强度低、耐水差，很难达到产品质量要求；
【发明内容】
本发明的目的，在于提供一种免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，该技术抗压、抗折强度高、耐水性好、软化系数高，抗冻融性好、干燥收缩值低，可以做基础、承重墙体。并提供了一种石膏砖、砌块的生产方法。
本发明提供的一种免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，由以下重量、份额原材料制备：原状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％、粗骨料：200-300％。
上述石膏砖、砌块中，所述的原状二水脱硫石膏或磷石膏，分别为火电厂湿法脱硫所产生的固体废弃物--脱硫石膏，和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物--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；所述的促凝剂：硫酸纳、甲酸钙。所述的粗骨料为：采石厂瓜片碎石、河沙、粉煤灰渣。
上述石膏砖、砌块，制备方法，其步骤包括：
①将火山灰活性材料和激发剂、促凝剂材料，按配比要求，预先混合粉磨，成干粉状，装袋待用，为核心母料；
②加工生产时，现场将半湿状(附着水≤10％)原状二水脱硫石膏或磷石膏，振动过筛(￠5mm)，与核心母料、骨料、水同时混合搅拌(因附着水含量不一，加水量现场因材料而异，摸出规律，取出数据)；
③再通过成型机、将上述混合料挤压成型，
④成型砖，自然养护8-24h，再常压湿热养护：50-85℃，8-24h；
⑤成品后，外界温度≥10℃条件下，自然养护；
本发明公开的免煅烧脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，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。
本发明公开的免煅烧脱硫石膏、磷石膏，石膏砖、砌块的各项指标达到《混凝土实心砖》GB/T21144-2007，MU20的标准要求，即平均抗压在20Mpa以上，抗冻性能达标，软化系数0.86.本发明中二水脱硫石膏或磷石膏的最大掺量可以达到70％，能大量消耗硫、磷石膏。对于节约天然石膏资源、土地资源，减少污染，节约能源，都具有十分积极的意义。
【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脱硫石膏·磷石膏，石膏砖、砌块及其生产方法，其组份和重量百分比为：
原状二水脱硫石膏或磷石膏： 60-80％
火山灰活性矿物材料： 10-25％
碱性激发剂： 5-15％
促凝材剂： 0.5-2％
粗骨料： 200-300％
以上所述的原状二水脱硫石膏、磷石膏，分别为：火电厂湿法脱硫，所产生的固体废弃物——脱硫石膏；和磷肥厂生产磷肥所产生的固体废弃物——磷石膏；所述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；所述的促凝剂为：硫酸纳、甲酸钙；
本发明石膏砖、砌块可以为实心砖、空心砖、盲孔砖。为了进一步提高砖体的性能，须在上述原料中加入粗骨料为：采石场的瓜片碎石、河砂、粉煤灰渣；
本发明中制备免煅烧脱硫石膏、磷石膏，石膏砖、砌块的方法为：
①将活性矿物材料，激发剂，促凝剂三大材料，干粉状进行预先混合粉磨，达到250目以上，装袋待用，为核心母料；
②加工生产时，现场将半湿(附着水≤10％)原状二水脱硫石膏或磷石膏，振动过筛(￠5mm)，与核心母料、骨料、水，同时混合搅拌。
③再通过成型机，将上述混合料挤压成型。
④成型砖，自然养护(静置)8-24h，再常压湿热养护50-85℃，8-24h
⑤成品后，外界温度≥10℃条件下，自然养护；
实施例一：
本实例的原材料配比为：
免煅烧二水脱硫石膏： 80％
高炉矿渣微粉 10％
粉煤灰： 3％
水泥： 5％
氧化钙： 1％
硫酸纳： 1％
河砂： 100％
石屑： 150％
其生产方法为：
1.预先将干粉状高炉矿渣微粉S95、粉煤灰II级、水泥32.5和氧化钙、硫酸纳进行混合粉磨或球磨，细度≥250目以上，增加活性，作为核心母料，装袋待用；
2.为了降低成本，河砂可用粉煤灰渣(等外级)代替；采石场的石屑，若碎屑较多，可不用河砂或粉煤灰渣，纯石屑便可，但一定级配；
3.加工生产时，将堆放的二水脱硫石膏或磷石膏附着水含量≤10％，通过振动筛(￠5mm)。与核心母料、河砂(粉煤灰渣)、石屑共同混合，兑水搅拌；
4.因二水脱硫石膏附着水含量不确定，只有现场掌握规律，确定用水量百分比；我们的经验是，手抓一把紧捏成团不散为好。
5.上述混合搅拌好的料，进入挤压成型程序，成型。
6.成型产品，静置8-24h；
7.然后进行温度为50-85℃，8-24h湿热养护，成品。
8.出来后，堆放外场，温度≥10℃条件下，自然养护。
实施例二：
本实例的原料配比为：
原状二水磷石膏： 35％
原状二水脱硫石膏： 40％
粉煤灰： 6％
高炉矿渣微粉： 15％
硅酸盐水泥： 2％
氧化钙： 2％
硫酸纳： 0.6％
河砂： 100％
石屑： 150％
本发明的生产方法为：
将干粉状的粉煤灰、矿渣微粉、水泥、氧化钙、硫酸纳，预先混合球磨，装袋计量，现场与半湿(附着水≤10％以下)原状二水硫石膏、磷石膏，经振动过筛后，再与河砂，石屑一起进入混合搅拌，挤压成型，静置8-24h再湿热50-85℃，8-24h养护。自然≥10℃条件下养护。
实施例三：
本实例的原料配比为：
原状二水脱硫石膏： 40％
原状二水磷石膏： 40％
粉煤灰： 3％
矿渣微粉： 13.5％
水泥： 2％
氧化钙： 1％
硫酸纳： 0.5％
河砂： 100％
石屑： 150％。