阅读说明：本技术 一种磷石膏生态砖、制备方法、边坡固定方法 (Phosphogypsum ecological brick, preparation method and side slope fixing method ) 是由 刘方 陈祖拥 刘元生 卜通达 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明属于磷石膏技术领域,公开了一种磷石膏生态砖、制备方法、边坡固定方法,包括：选取磷石膏为原材料；先将部分磷石膏进行无害化处理；并加入胶结剂等,挤压成一定大小的四方形磷石膏框架；同时将部分磷石膏与生物质炭进行混合,添加少量矿质肥料以及胶结剂,挤压成多孔的四方形磷石膏板；此外,利用石灰调节剩余部分磷石膏的基质酸度,并添加少量生物质材料,构建不同类型植物生长的土壤基质；将得到的土壤基质放入石膏框架的圆形空心处和磷石膏板的孔隙中,即得所述坡面绿化磷石膏生态砖。本发明具备磷石膏综合利用率高、成本较低、植物基质保水保肥性好、边坡绿化植被覆盖度高的特点。(The invention belongs to the technical field of phosphogypsum, and discloses a phosphogypsum ecological brick, a preparation method and a side slope fixing method, which comprise the following steps: selecting phosphogypsum as a raw material; firstly, performing harmless treatment on part of phosphogypsum; adding cementing agent and the like, and extruding to obtain a square phosphogypsum frame with a certain size; simultaneously mixing part of phosphogypsum and biomass carbon, adding a small amount of mineral fertilizer and cementing agent, and extruding to form a porous square phosphogypsum board; in addition, adjusting the matrix acidity of the residual phosphogypsum by using lime, and adding a small amount of biomass material to construct soil matrixes for different types of plant growth; and putting the obtained soil matrix into the round hollow part of the gypsum frame and the pores of the phosphogypsum board to obtain the slope greening phosphogypsum ecological brick. The invention has the characteristics of high comprehensive utilization rate of phosphogypsum, lower cost, good water and fertilizer retention of plant matrix and high vegetation coverage of slope greening.)

一种磷石膏生态砖、制备方法、边坡固定方法

技术领域

本发明属于磷石膏技术领域，尤其涉及一种磷石膏生态砖、制备方法、边坡固定方法。

背景技术

目前，磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿粉时产生的固体废渣，磷石膏长期以来以堆放的方式进行处置，不仅大量占用土地，还带来较大的环境污染问题。每年排放和历年堆积的大量磷石膏已经成为制约磷化工行业可持续发展的严重环保问题。磷石膏主要成分为二水硫酸钙，此外还含有矿物成分Ca、Mg的磷酸盐及硅酸盐等多种其他杂质。目前磷石膏主要用于建筑材料，生产高强板、路沿石、透水路面等产品。

磷石膏开发利用的主要途径是用于水泥工业、化工原料、石膏建材制品，用作路基或回填矿山、工业填料、改良土壤等。受生产工艺、控制条件和磷石膏露天堆放综合影响，磷石膏使用性能影响最大的磷、氟杂质成分具有不确定性和多样性；综合利用磷石膏的各种技术，都需要控制对使用性能影响最大的杂质成分。水洗和石灰中和反应处理方法是常用的两种选择：水洗是分离和降低磷石膏游离酸性杂质的比较理想方法，难题是要产生大量需要二次处理的废水；石灰中和反应处理是降低和去除磷石膏游离酸性杂质比较简单的工艺方法，但需要重视石灰中和反应处理的附加影响。当前，出于经济原因的考虑，水洗方法几乎没有应用于综合利用磷石膏的工业生产；石灰中和反应处理方法也很少使用。实际综合利用生产所采用的磷石膏大多是经雨水洗涤酸性杂质自然稀释的长期堆积原料。但是，雨水洗涤自然稀释作用效果又具有很大的不确定性，相应综合利用生产的产品质量也具有很大的不确定性，磷石膏可溶性杂质是制约磷石膏像天然石膏进行利用的主要原因。磷石膏原料生产的建筑材料不仅质量指标不如天然石膏，石膏制品使用还存在盐霜、霉变等长期问题。利用磷石膏原料生产新型建筑材料的关键是工业大规模生产高质量、低成本和性能指标稳定的建筑石膏粉，再构建系列的建材产品。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前利用磷石膏原料生产的建筑石膏制品，质量指标差，石膏制品使用存在盐霜、霉变问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：利用磷石膏生产新型石膏建筑材料主要存在着开发利用的产品和市场发展的问题，其关键是要把磷石膏工业大规模生产高质量、低成本和性能指标稳定的建筑石膏粉。目前技术对二水硫酸钙含量≤75％的磷石膏基本上不能用于生产建筑石膏粉及其制品，利用磷石膏生产合格质量的建筑石膏粉，需要烘干、煅烧过程，单从煅烧工艺和设备方面的投入生产成本较高，限制了磷石膏建材化利用的市场前景。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明仅利用小部分磷石膏采用烘干、煅烧工艺生产建筑石膏粉，大部分磷石膏可以直接利用，明显降低生产成本；而且还充分利用磷石膏中养分元素，同时通过添加固化剂，减少磷石膏中有害元素迁移对生态环境的影响，可以生产多元化用于生态环境治理的产品，不仅可以大大提高磷石膏利用率，而且还具有明显的环境效益及生态效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磷石膏生态砖、制备方法、边坡固定方法。

本发明是这样实现的，一种磷石膏生态砖的制备方法，所述磷石膏生态砖的制备方法包括：

步骤一，选取磷石膏为原材料；

步骤二，先将质量百分数30.0％的磷石膏原料进行水洗及烘干，在160℃～200℃下低温煅烧无害化处理，在煅烧后的磷石膏中加入质量百分数5.0％～10.0％市场化的透水混凝土胶结剂及质量百分数1.0％酚醛树脂等其他物质，利用模具挤压成四方形磷石膏框架；

步骤三，将质量百分数50.0％的磷石膏原料与生物质炭粉(添加质量百分数比例为20.0％)进行混合，同时添加质量百分数1.0％矿质肥料(低品位磷矿粉和富钾页岩粉混合物)以及少量胶结剂(酚醛树脂和壳聚糖)，利用模具挤压成多孔的四方形磷石膏板；

步骤四，对剩余的质量百分数20.0％磷石膏原料利用石灰粉(添加质量百分数为10.0％)调节基质酸度，并添加质量百分数30.0％～40.0％的生物质材料(菌渣、作物秸秆粉、锯末等)，分别构建草本型(添加质量百分数40.0％生物质材料)和木本型(添加质量百分数30.0％生物质材料和质量百分数1.0％矿质肥料)植物生长的土壤基质；

步骤五，将得到的土壤基质放入磷石膏框架的圆形空心处和磷石膏板的孔隙中，即得坡面绿化磷石膏生态砖。

进一步，所述步骤二中无害化处理为160℃～200℃低温煅烧。

进一步，所述步骤二中四方形磷石膏框架为四角具有圆形空心。

进一步，所述步骤三中四方形磷石膏板大小与得到的四方形磷石膏框架镶嵌适配。

进一步，所述步骤三中矿质肥料为磷矿粉、钾矿粉。

进一步，所述步骤四中生物质材料包括菌渣、作物秸秆粉、锯末、废纸浆。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述磷石膏生态砖的制备方法制备的磷石膏生态砖，所述磷石膏生态砖由磷石膏外框架、内套磷石膏板和土壤基质填入空隙组成。

本发明的另一目的在于提供一种边坡固定方法，所述边坡固定方法使用所述的磷石膏生态砖，向磷石膏生态砖种植草本植物及木本植物，利用植物根系固定坡面；同时，可以在磷石膏生态砖的孔隙利用铆钉加固。

本发明的另一目的在于提供一种边坡绿化方法，所述边坡绿化方法使用所述的磷石膏生态砖，向磷石膏生态砖种植草本植物及木本植物，提高坡面植被覆盖度及植物多样性。

本发明的另一目的在于提供一种建筑材料，所述建筑材料包含所述的磷石膏生态砖，所述磷石膏生态砖用于铺设生产护墙板、路沿石、透水路面砖。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明以磷石膏为原料，通过添加改良剂，按混凝土质量的要求，既达到空心砖的质量水平，又能具有一定空间满足植物生长条件，实现边坡固定和边坡绿化，推进磷石膏建材化利用。本发明具备磷石膏综合利用率高、成本较低、植物生长基质保水保肥性好、边坡绿化植被覆盖度高的特点。

本发明从磷石膏建材化的角度，结合矿区生态环境治理的需求，以磷石膏为原料，通过添加改良剂，按基本满足混凝土质量的要求，既达到空心砖的质量水平，又能具有一定空间满足植物生长条件，实现边坡固定和边坡绿化，推进磷石膏综合利用，实现磷化工的可持续发展，形成一套磷石膏建材化利用的新途径，将磷石膏“变废为宝”，推动磷化工产业循环经济的发展，具有良好的生态和经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的磷石膏生态砖的制备方法流程图。

图2是本发明实施例提供的符合建材抗压强度等质量要求的地板砖样品示意图。

图3是本发明实施例提供的磷石膏植物生长基质配比试验及效果示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磷石膏生态砖、制备方法、、边坡固定方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的磷石膏生态砖的制备方法包括：

S101：选取磷石膏为原材料；将选取的磷石膏分为三部分。

S102：先将质量百分数30.0％的磷石膏原料进行水洗及烘干，在160℃～200℃下低温煅烧无害化处理，在煅烧后的磷石膏中加入质量百分数5.0％～10.0％市场化的透水混凝土胶结剂及质量百分数1.0％酚醛树脂等其他物质，利用模具挤压成四方形磷石膏框架；

S103：将质量百分数50.0％的磷石膏原料与生物质炭粉(添加质量百分数为20.0％)进行混合，同时添加质量百分数1.0％矿质肥料(低品位磷矿粉和富钾页岩粉混合物)以及少量胶结剂(酚醛树脂和壳聚糖)，利用模具挤压成多孔的四方形磷石膏板；

S104：对剩余的质量百分数20.0％磷石膏原料利用石灰粉(添加质量百分数为10.0％)调节基质酸度，并添加质量百分数30.0％～40.0％的生物质材料(菌渣、作物秸秆粉、锯末等)，分别构建草本型(添加质量百分数40.0％生物质材料)和木本型(添加质量百分数30.0％生物质材料和质量百分数1.0％矿质肥料)植物生长的土壤基质；

S105：将步骤S104得到的土壤基质放入步骤S102得到的磷石膏框架的圆形空心处和步骤S103得到的磷石膏板的孔隙中，即得所述坡面绿化磷石膏生态砖。

步骤S102中，本发明实施例提供的四方形磷石膏框架四角留有一定大小半径的圆形空心，可以根据坡面坡度利用空心孔隙嵌入铆钉加固。

步骤S103中，本发明实施例提供的四方形磷石膏板大小与步骤S102中得到的四方形磷石膏框架镶嵌适配。

步骤S103中，本发明实施例提供的矿质肥料为磷矿粉、钾矿粉或富钾页岩粉，材料来源丰富。

步骤S104中，本发明实施例提供的生物质材料包括但不限于菌渣、作物秸秆粉、废纸浆。

本发明实施例提供的坡面绿化磷石膏生态砖由磷石膏外框架、内套磷石膏板和土壤基质填入空隙组成。

本发明实施例提供的坡面绿化磷石膏生态砖应用方法为向坡面绿化磷石膏生态砖种植草本植物及木本植物，进行绿化。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明利用磷石膏为原材料，一部分磷石膏先经过160℃～200℃的低温煅烧进行无害化处理，再加入胶结剂等物质增加混凝土材料粘度和强度后，挤压成一定大小的四方形磷石膏框架，框架四角留有一定大小半径的圆形空心，该石膏框架的抗压强度等达到符合相关建材空心砖产品的质量要求，满足坡面支架固定的功能。同时，利用磷石膏与一定比例的生物质炭进行混合，通过添加少量矿质肥料(磷矿粉、钾矿粉)，以及胶结剂挤压成多孔的四方形磷石膏板，其大小要满足能放入前面制作的磷石膏框架。此外，利用磷石膏中养分(P、S、Ca、N等)，通过添加少量石灰调节磷石膏基质酸度，以及添加少量生物质材料如菌渣、作物秸秆粉、废纸浆等，达到满足植物生长的营养需求，构建草本植物和木本植物生长的土壤基质，将这种基质放入磷石膏框架的圆形空心处和磷石膏板的孔隙中，种植草本植物及木本植物，实现绿化工程的要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。