關(guān)鍵詞:氟石膏;雜質(zhì);水泥性能
中圖分類號:TQ172.44 文獻標識碼:B 文章編號:1002-9877(2020)01-0024-03 DOI:10.13739/j.cnki.cn12-1899/tq.2020.01.005
0 引言
氟石膏是化工企業(yè)在生產(chǎn)氟化物后所剩下的固體殘渣,反應(yīng)的原理為烘干過的螢石粉與高濃度(98%以上)硫酸反應(yīng),提取螢石中的氟,生成的氟化氫(劇毒)通過高負壓吸取,吸取的氟化氫再與氫氧化鋁反應(yīng)(通過流化床)得到成品氟化鋁。螢石粉與硫酸反應(yīng)剩余的殘渣即為副產(chǎn)品氟石膏。氟石膏長期堆積不僅占用大量土地資源,而且嚴重影響到整個環(huán)境及地下水源。水泥企業(yè)生產(chǎn)水泥時所使用的緩凝劑為天然石膏或是發(fā)電廠出來的脫硫石膏,由于目前國家對整個生態(tài)環(huán)境保護越來越重視,火力發(fā)電廠逐步退出,加上節(jié)能限產(chǎn)等原因,這兩種石膏的資源越來越緊張,使得氟石膏也開始被水泥企業(yè)用于替代天然石膏或一部分脫硫石膏。但由于氟石膏含有磷、pH值低(酸性),有的甚至混有污泥等雜質(zhì),使用后嚴重延遲了水泥凝結(jié),影響了水泥的性能,故在使用時也受到了一定的限制。本文主要分析不同磷含量、pH值、雜質(zhì)多少的氟石膏以及與脫硫石膏的混摻對水泥性能的影響,并就氟石膏使用提出一些建議。
1 氟石膏作緩凝劑對水泥性能的影響氟石膏為無水硫酸鈣,其化學成分見表1
從表2可以看出,摻不同pH值氟石膏的小磨樣均比摻脫硫石膏的小磨樣所發(fā)揮的強度要高,在實際生產(chǎn)中也有同樣表現(xiàn);摻氟石膏的水泥凝結(jié)時間比摻脫硫石膏的有所縮短;但是與外加劑(同一品種)的相容性變化比較大,尤其表現(xiàn)在半小時后的凈漿流動度損失,pH值越低(酸性越大),損失越大。另外,氟石膏必須進行陳化,因為新鮮的料酸性大,pH值低,經(jīng)過一段時間的陳化,可以把這些酸性氣體散發(fā)掉,提高pH值,可改善水泥性能?! ?br /> 氟石膏中的磷主要由螢石帶入,由于螢石的礦點不同,或者說同一礦點因斷面不同,都會導致螢石中的磷含量發(fā)生變化,直接導致氟石膏中的磷含量發(fā)生變化。磷含量的高低對水泥的凝結(jié)時間影響較大,試驗結(jié)果見表3。
1.2 不同磷含量的氟石膏使用對比
從表3可見,氟石膏對水泥強度沒有不利影響,需水量與摻脫硫石膏對比也幾乎無變化。水泥的凝結(jié)時間變化較大:磷含量在60 ppm以下時,水泥初凝時間反而比摻脫硫石膏短,終凝時間無變化;當磷含量為63 ppm時,初凝、終凝時間都比摻脫硫石膏有所延長,但還能接受。但當磷含量達時,凝結(jié)時間延長比較長,初凝延長90 min,終凝延長115 min,磷含量在433.5 ppm時,凝結(jié)時間延長與時相差不大,說明氟石膏中的磷含量對凝結(jié)時間影響有個極限值?!?br /> 這些污泥產(chǎn)生的根源是氫氟酸廠家生產(chǎn)時石灰與氟化鈣反應(yīng)后所留下的沉淀物,這些污泥沒有去處,廠家又不能隨便外排,所以個別廠家會偷偷地摻入到氟石膏中。這類污泥的試驗結(jié)果見表4。