磷石膏预处理工艺研究
磷石膏煅烧无水石膏工艺流程

磷石膏煅烧无水石膏工艺流程
磷石膏(Phosphogypsum)是一种工业副产物,通常产生于磷酸盐化肥生产过程中。
磷石膏主要成分是硫酸钙,其中含有磷酸盐、氟化物等杂质。
磷石膏煅烧无水石膏工艺流程是指将磷石膏通过煅烧处理,转化为无水石膏的工艺流程。
以下是磷石膏煅烧无水石膏的基本工艺流程:
一、磷石膏的预处理:磷石膏通常需要经过预处理,包括干燥、研磨等步骤,以提高煅烧效率和产品质量。
二、磷石膏的煅烧:将预处理后的磷石膏送入煅烧炉(通常为旋转窑或竖式窑),在高温下进行煅烧处理。
煅烧过程中,磷石膏中的水分和杂质被挥发和分解,生成无水石膏。
三、石膏的冷却和处理:经过煅烧处理后的石膏会进入冷却装置进行冷却,以降低温度并稳定产品性质。
冷却后的石膏可能需要经过进一步的处理,如粉碎、筛分等。
四、产品的包装和贮存:处理后的无水石膏产品可以进行包装,并储存在适当的环境条件下,以便后续运输和使用。
值得注意的是,磷石膏煅烧无水石膏工艺流程的具体步骤和参数会根据工艺设计、炉型、原料特性等因素而有所不同。
此外,工艺流程中也需要考虑环保要求,采取相应的措施来控制和处理煅烧过程中产生的气体和固体废物,以确保生产过程符合环境标准。
磷石膏化工利用的工艺分析

磷石膏化工利用的工艺分析摘要:磷石膏是磷化工产业中湿法生产磷酸的固体废弃物,通常被大规模地应用于农业上改良土地、工业上联产水泥和水泥缓凝剂等。
但是其复杂的预处理措施和高昂成本限制了更多形式的应用,其更多是用山谷进行堆。
磷石膏固废堆场储量越积越多,其渗滤液对自然环境的影响越来越大。
堆场防水防渗多采用高密度聚乙烯膜或厚实黏土进行表层封水与基础防渗处置。
但由于堆场存在沉降变形,需考虑堆场表面封水与基础防渗措施的变形适应性。
做好堆场表面封水有助于通过分流地表径流而减少内部渗滤液处置量,这也提供了沥青基防水材料的应用空间。
关键词:磷石膏;粉胶比;防水;应用采用沥青胶结磷石膏粉制备混合物,对其防水性能进行试验研究。
根据沥青试验方法,测试了混合物的针入度、软化点与延度;针对不同试件,开展了粘结力试验、渗水试验与低温弯曲试验;借助洗衣机开展了冲刷模拟试验,并进行了初步场地应用检验。
结果表明:磷石膏粉增强了沥青的硬度与高温稳定性;当粉胶比≤4.0时,混合物的冲刷质量损失率小,且低温弯曲强度随沥青含量增加而增大;对于压实的混合物,当粉胶比≤5.7时,粘结力减小且发生渗透;沥青基防水防渗材料可采用粉胶比3.0~4.0的沥青胶结磷石膏粉。
1材料和方法1.1试验材料基础沥青选取某厂AH-90与AH-110的混合沥青。
磷石膏粉末取自襄阳尹集化工产业园某堆场,外观灰白色,有结块,主要成分是硫酸钙,并含磷与氟等杂质;pH值为2.5~4.5,天然含水率为25%,密度为2.26g/cm3,渗透系数为2.2×10−4cm/s。
1.2试样处理加热沥青至流动态,将在150℃烘箱内烘干的磷石膏粉末按照比例置入热沥青内搅拌均匀,作为备用混合物。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011),参考其中的沥青测试方法准备好针入度、软化点与延度的测试试样。
混合物中沥青含量分别为90%,70%和50%,粉胶比对应为0.11,0.43和1.0。
磷石膏的处理和利用的一项工艺流程

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磷石膏生产线工艺

磷石膏生产线工艺
磷石膏生产线工艺
磷石膏生产线工艺是一种有效的磷石膏生产方法,主要包括以下过程:
一、预处理
1、原料准备:首先将原料取出,原料包括硫酸,磷酸三钙,液氨,氯化钠等,经过化验,根据配方组成,分拣出使用的原料,其次,将它们分别粉碎粒度,满足生产要求。
2、细粉定型:将定型料混入液体细粉,混合均匀,保证料的稳定性,提高最终成品的粒度均匀性和抗冲击强度。
二、烘干
将混合物倒入气流烘干机中,由气流强烈的旋转运动带动混合物进入气流,加热干燥,得到烘干结果。
三、破碎
将干燥的物料进行破碎,使其粒度符合要求。
四、电沉淀
将物料放入电沉淀池,采用真空型电沉淀工艺,电沉淀后可以实现较细的磷石膏粒度。
五、烧结
将磷石膏进行烧结,烧结可以提高磷石膏的抗冲击性,抗制酸性物质,以及提高磷石膏的粉末定形状态和粒度。
六、冷冻
将烧结的磷石膏以冷冻的方式进行冷却,以使其形状稳定,粉末表面完整,耐候性好。
七、筛分
将磷石膏放入筛分机中,筛分出满足客户要求的不同尺寸的磷石膏。
八、包装
将不同尺寸的磷石膏放入密封包装中,包装后送往物流中心,即可出库发货。
磷石膏晶须制备及改性实验方案

工业磷石膏水热合成硫酸钙晶须及其改性研究实验方案1.实验试剂:试剂名称说明纯度磷石膏广西鹿寨化肥厂CaSO4≥85.5%丙三醇成都市科龙化工试剂厂分析纯硬脂酸成都市科龙化工试剂厂分析纯硬脂酸钠成都市科龙化工试剂厂分析纯无水乙醇成都市科龙化工试剂厂分析纯蒸馏水2.实验设备及仪器:仪器名称规格型号反应罐、反应釜50mL;5L电子天平ESJ205-4台式高速冷冻离心机TGL-20M星型球磨机QM-3SP4J数控超声波清洗器KQ-100DESEMXRDFT-IRXRFTG/DTA3.实验步骤:3.1硫酸钙晶须的制备:(一)磷石膏预处理:(1)将一定量的磷石膏原样过60目筛网;(2)将经(1)处理后的样品在50±2℃下烘干至恒重;(3)将经(2)处理的样品加入到350r/min的星型球磨机中球磨1.5h。
(4)将经(3)处理的样品,用适量的蒸馏水洗涤,磁力搅拌,静置,过滤,烘干备用。
(二)小规模(50mL)制备:(1)将2.00g预处理磷石膏、20--30mL蒸馏水、8--15mL丙三醇加入50ml的聚四氟乙烯反应罐中,用玻璃棒搅拌均匀后盖上盖子,放入140(增加一组130)℃的烘箱中,反应2 h。
关闭烘箱的电源,使反应罐于烘箱中自然冷却(5至6小时)至反应罐解盖。
(2)取出反应罐,将罐中产物搅拌均匀,用玻棒取悬浊液均匀涂饰于载玻片上,自然风干制成片,于偏光显微镜下观察形貌尺寸并拍照。
(3)反应罐中的物质于5000r/min高速冷冻离心机中洗涤3次,5min/次。
产物于100---140℃下干燥至恒重(约1h)。
(4)将烘干后的产物A进行形貌测试,计算晶须合成率。
(三)大规模(5L)制备:(1)将200g预处理磷石膏,2000--3000mL蒸馏水,800--1500mL丙三醇加入到5L的反应釜中,搅拌均匀,调节反应温度为140℃,反应时间为2h。
关闭反应釜电源,自然冷却约5小时。
(2)打开反应釜,将产物搅拌均匀,用玻璃棒取悬浊液均匀涂布于载玻片上,自然风干制成片,于偏光显微镜下观察形貌尺寸并拍照。
磷石膏制备高强石膏粉预处理工艺的初步研究

向才旺. 建筑石膏及其制 品[ . M] 北京 : 中国建材工业 出版社 ,9 8 19
( ):3—1 . 2 1 4
M.Snh nI p vdPoeso u f a o f hshgpu J . ig .A r e rcs r r ct no op oysm[ ] mo f Pi i i P
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广州化工
2 1 年 3 卷第 2 期 01 9 1
注: w—F 可溶性 F w—P 0 : : ; 2 5 可溶性 P 0 ; —P 0 : P 0 。 z 5 t 2 5 总 2 5
1 2 预处 理方 式 .
() 1 水洗。按 2倍水 量将 自来水 加入 磷石 膏 中 , 器搅 拌 机
预处理成 本低 , 操作简单 , 无二次污染 , 样品强度可 以达到 l . a 7 2MP 。
关键 词 : 磷石膏 ; 预处理; 石灰中和; 高强石膏
Su yo h rte t n e h oo yo g td n teP erame tT c n lg fHih—srn t p u te gh Gy sm
化 工 ,0 9,4 5 :2— 5 2 0 3 ( )2 2 .
阻止其 生长。采用石 灰 中和 直接 将磷 石膏 中可溶 性 磷 、 氟转 变
成难溶性 的 c 3 P 和 C F , a(O ) a 2可以“ 掩蔽 ” 磷石膏 中可溶性 P、
F杂 质对二水硫酸钙脱水转变过程 的影 响 。 从 实验 结果 中可 以看 出, 石 灰 中和 预 处理 后 , 石 膏 中 经 磷
-… ■ ●1 2 . 4 M P a
水洗 石灰 中和 浮选
从实验结果 中可 以看 出 , 经水洗预处 理后 , 磷石 膏中 的杂 质 含量最少 , 水洗样品的抗压强度 最高 。样 品显微结 构 ( h ) 图 a 显 示 短柱状粗 大 , 晶体 生长 良好 , 但有 少量 片状二 水石 膏 , 能 因 可 为水洗过后 , 磷石 膏含水 量大 , 堆积 紧密 , 压过程 中部分磷 石 蒸 膏脱水受影响。由于 片状石 膏强度 低 , 以水洗样 品强度 与石 所
工业固体废弃物磷石膏预处理及利用

工业固体废弃物磷石膏预处理及利用摘要:随着经济的发展以及工业生产的快速进步,我国在工业生产领域对磷酸和磷肥有着更高的需求。
但在磷酸和磷肥的生产过程中,却会出现大量的工业废弃物磷石膏,现阶段我国磷石膏的年排放量处于逐年上升阶段。
磷石膏的大量排放,不仅会侵占大面积的土地,还会造成十分严重的环境污染,这种环境污染会对人类的日常生产与生活造成不可避免的负面影响。
为了促进经济与环境保护的协同发展,有必要对工业固体废弃物磷石膏预处理技术及其综合利用加强研究。
关键词:工业固体废弃物;磷石膏;预处理;综合利用引言由于磷石膏本身的特性,使得它在交通、化工、农业等各个领域都能够得到有效的利用,譬如在建材领域,技术人员就开始尝试使用磷石膏来进行石膏板的制作等[1]。
工业废弃物磷石膏对环境具有一定的危害性,严重情况下还会威胁到人类的健康,因此将其通过物理、化学、生物等方式处理后进行再次利用既是对环境的一种保护,也是对人类生存发展的负责。
加强对工业固体废弃物磷石膏预处理技术的研究符合国家对于“清洁生产”的要求,同时也能有效实现“节能、降耗、减污、增效”的目的,需要多方面人员的关注。
1工业固体废弃物磷石膏产生的原因及特征我国之所以会产生大量的废弃临时钢,是因为我国的磷矿石开采过程中,通常都是使用湿法来进行工业磷酸的生产,通过该类方法所生产出的磷酸要进行净化,而进化的过程中会产生磷酸盐,最后磷酸盐会转换为固体废弃物,这类固体废弃物的主要含量就是磷石膏。
除了这一主要原因之外,工业复合肥的大量使用也是现阶段磷石膏大量产生的主要原因。
而相比较其他的工业固体废弃物而言,磷石膏有较为独特的化学性质[2]。
首先磷石膏,多呈白色粉末状,属于单斜晶系结晶度较好的晶体。
但没有经过提纯的工业,固体废弃磷石膏,内部含有较多的杂质,因此不会呈白色粉末状,而大多数情况下会呈浅灰或灰黑色的粉末状。
废弃磷石膏多半含水量在25%左右,没有较好的流动性,重量较轻,并且还有一些其他的微量重金属。
预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能研究

预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能研究摘要:磷石膏的预处理工艺包括酸浸法、中合法和水洗法,不同处理工艺都会对磷石膏的性能造成影响,尤其是流动性、凝结时间和抗压强度。
不同预处理工艺能够将石膏中杂质去除,然而由于预处理生成物与去除量之间存在差异性,因此导致砂浆性能差异性比较大。
此次研究主要是探讨分析预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能,希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词:预处理工艺;磷石膏;水泥砂浆;性能在磷化工生产期间,会产生磷石膏等副产品,其成分包括二水硫酸钙,并且包含磷酸和五氧化二磷等杂质,有效处理磷石膏能够解决环境污染和资源浪费情况。
磷石膏水泥砂浆是按照标准比例,将砂石、水泥和粉煤灰混合制作的建筑材料。
磷石膏中所含有的氟化物和磷酸会影响砂浆性能,包括拌和耗水量以及强度等。
为了使磷石膏的杂质含量减少,加强砂浆性能,此次研究拟采用酸浸法、中合法和水洗法等处理工艺,且比较分析不同处理工艺对砂浆性能的影响。
1 试验分析1.1材料磷石膏,密度2.18g/cm³,成分如下:三氧化硫为39.35w/%;氧化钙为33.56w/%;二氧化硅为3.17w/%;五氧化二磷为0.78w/%;三氧化二铝为0.86/%;氧化镁为0.45w/%;氧化钾为0.15w/%;三氧化二铁为0.13w/%。
集料为河砂,水泥为硅酸盐水泥,聚羧酸减水剂,1级粉煤灰。
1.2预处理在对磷石膏进行预处理时,必须注重磷石膏再利用率,以此降低杂质对性能的影响。
磷石膏杂质为可溶氟、有机物和难溶性磷。
其中,可溶性氟和可溶性磷对磷石膏性能影响比较大。
使用标准筛(74µm)将磷石膏进行筛分处理。
水洗法处理工艺:将磷石膏置于水中进行冲洗,通过检测石膏pH值,判断净化效果。
水洗法能够将石膏中有机物、可溶性氟化与可溶性磷等杂质去除。
然而此种处理工艺需水量比较大,还需要对水洗废水进行处理,以免造成二次污染。
水洗工艺的温度设置在39摄氏度,按照1:3比例将磷石膏与水进行混合水洗,搅拌时间控制为10min,将预处理的石膏置于烘箱(60℃)内烘干。
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磷石膏预处理工艺研究摘要:针对我国磷石膏的排放现状及其性能特点,介绍了国内外对磷石膏进行预处理的各种方法,系统研究了水洗、石灰中和、球磨、浮选、筛分以及煅烧等预处理工艺,经过对比分析,对磷石膏建材资源化的预处理提出了可参考性意见。
关键词:磷石膏;杂质;预处理Abstract:Some methods about phosphogypsum pretreatment in China and abroad are introduced. Keywords: phosphogypsum;impurity;pretreatment0 前言磷石膏是磷酸及磷肥类工业在生产过程中所产生的一种工业废渣,每生产1t磷酸排出磷石膏约5~6t,目前全世界的磷酸工业每年生产磷石膏约在1.3亿t以上,我国每年排放的磷石膏业大约在2000万t以上,大多数国家仍然将磷石膏排入河流、湖泊和海洋中,或堆积在陆地上,大约有28%的磷石膏被再加工利用。
磷石膏经排放或堆存、雨水淋溶后其中的氟和残磷等有害物质将随着雨水而浸出,对水体、土壤环境和大气环境造成不同程度的污染。
据统计,目前而云南省每年排放的磷石膏就在500万t以上。
近年来我国在磷石膏的开发利用方面已经有了一定的研究工作,但其利用率依然不高。
根据我国磷石膏的情况,大力开发利用工业副产品磷石膏,保护资源和环境,符合我国资源和环境可持续发展的方向。
磷矿用硫酸分解制取磷酸时,磷矿含有的Fe、Al、Mg等杂质化合物大部分分解,溶于磷酸溶液。
在诸多杂质中磷对磷石膏性能影响最大,主要表现为延长磷石膏的凝结时间和降低石膏制品的强度。
少量未分解的磷矿、氟化物、酸不溶物、炭化了的有机物质呈细小的质点与反应生成的硫酸钙一起沉淀析出。
磷酸溶液与硫酸钙的沉淀过滤分离后,滤饼经过一定的洗涤后,还是含有少量的酸液。
这种磷酸生产的含有少量未分解磷矿和游离酸的二水硫酸钙称为磷石膏[1]。
磷石膏的外表一般呈灰白色,如果P2O5和水分含量较高时颜色相对较深,粉状,质量轻,比重一般在1.4~1.8t/m3。
磷石膏为用磷矿湿法生产磷酸时排出的工业废渣。
随着磷复肥工业的发展,我国每年排放大量的磷石膏磷石膏的堆存使得土地占用,环境污染。
利用磷石膏为原料生产石膏粉及石膏制品、硫酸和水泥,可化害为利,变废为宝。
但由于磷矿石中含有放射性元素.导致磷石膏及以磷石膏为原料生产的建材产品中也含有放射性物质,如果放射性物质含量超标,将对用户造成严重的不良后果。
因此,在利用磷石膏时对放射性现象应引起高度重视,避免放射性污染对人类造成危害。
本文对建筑材料的放射性对人体的危害及国家针对此现象制定的现行标准给与如下论述。
磷石膏是生产磷酸时排出的废渣,通常情况,每生产It(P20s)的湿法的磷酸,产生4.5~5.5t 磷石膏。
生成的磷石膏是潮湿的细粉末,95%的石膏颗粒小于0.2 mm,自由水含量约20%~30%,且含有磷、氟、有机物以及二氧化硅等少量有害杂质,呈酸性,pH值一般在4.5以下。
虽然磷、氟、有机物等杂质量仅占3%左右,但这些杂质的存在对建筑石膏及其制品以及生产设备危害很大。
目前,世界湿法磷酸年总产量约26Mt(P205),副产磷石膏约150Mt,利用率仅4.3%~4.6%。
磷石膏的大量堆积,侵占了大片的土地,破坏植被,给人类的生存环境造成了污染,因此合理利用磷石膏对于改善环境,具有重要的意义。
本文从磷石膏综合利用的几个方面进行阐述:1 磷石膏的形成及特性1.1 磷石膏及其性质磷矿与硫酸反应生成磷酸,副产的硫酸钙通常称之为磷石膏。
磷石膏外观为黄白色、浅灰白色或黑灰色细粉状固体,主要成分为CaSO4·nH2O,其质量分数通常在85%以上,与天然石膏相似;一般含游离水20%~30%。
根据湿法磷酸生产工艺的不同,磷石膏结晶有二水(CaSO4·2H2O)、半水物(CaSO4·0.5H2O)等形态,目前湿法磷酸生产以二水物工艺居多,因此磷石膏的主要成分是CaSO4·2H2O;磷石膏的湿含量高,颗粒、结晶形态也与天然石膏有所不同。
1.2 杂质类型及存在形式由于磷石膏与磷矿的来源、磷矿的组成以及生产磷酸的工艺条件而存在差异,使得磷石膏所含的杂质组分相当复杂。
应用较多的二水工艺副产的磷石膏杂质含量最多,半水-二水法或二水-半水法磷石膏中杂质含量就很少。
磷石膏中杂质有P2O5、F-、A12O3,、Fe2O3,、SiO2、有机物及重金属铂、铜等,以及放射性的铀、镭、镉等。
磷石膏中杂质主要分为可溶性杂质、不溶性杂质和放射性物质。
1.2.1可溶性杂质可溶性杂质包括三种,一是游离磷酸和硫酸;二是磷酸一钙[Ca(H2 PO4)2]、氟硅酸盐、F-等;三是钠、钾盐等。
(1)游离磷酸和硫酸游离磷酸和硫酸是在湿法磷酸生产中过滤残留的酸,游离酸会使熟石膏用作建筑材料时对结构材料产生腐蚀,或对石膏预制件的模型、设备产生腐蚀;同时游离酸还会延长石膏的凝固时间,使石膏强度下降。
(2)磷酸一钙、氟硅酸盐、F-等可溶性磷(包括游离磷酸、磷酸一钙等)含量取决于磷石膏的洗涤过滤工艺,一般含量(质量分数)为0.4%~0.8%。
可溶性磷被二水硫酸钙晶体吸附,分布在其表面,水化时可与溶液中的钙离子反应生成难溶的磷酸三钙附着在磷石膏表面,从而阻止石膏进一步溶出和水化;使得磷石膏凝结时间延长、结构疏松、强度降低。
有研究表明,磷石膏中可溶性磷(包括游离磷酸、磷酸一钙等)含量小于1.0%时,对水泥的物理性能影响不大,当含量大于1.0%时,水泥的凝结时间明显延长,但对强度影响不大。
F-在磷石膏中主要以NaF形式存在。
可溶性的F-对磷石膏有促凝作用, F-含量高于0.3%时会显著降低磷石膏的强度,减慢石膏凝固时间。
(3)钠、钾盐钠、钾盐会使干燥后的石膏制品出现“晶花”并出现粉化。
1.2.2不溶性杂质不溶性杂质也有两种,一是在磷矿里就存在、且不会酸解的硅砂(SiO2)及未分解的矿物和有机质;二是磷矿酸解时与硫酸钙共同结晶的磷酸二钙(CaHPO4)、不溶性磷酸盐和氟化合物。
(1)硅砂(SiO2)及未分解的矿物和有机质硅砂与未反应的磷矿细粒对熟石膏质量影响较小,但对其处理设备有磨损。
磷石膏中有机物主要来源于磷矿石中的有机物和磷酸生产中所加入的有机添加剂。
有研究表明,磷石膏中的有机物主要是乙二醇甲醚乙酸酯、异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-1,3-二氧戊烷等,主要分布在磷石膏表面,其对熟石膏质量影响很大,可使石膏制品发黑、减慢凝固速度、降低制品强度。
(2)共结晶磷酸盐、不溶性磷酸盐和氟化合物共结晶磷酸盐(简称共晶磷,主要为磷酸二钙)是由于HPO42-部分取代SO42-进人CaSO4晶格而形成的,其含量受磷酸生产中萃取工艺条件的影响,其含量(质量分数)为0.2%~0.8%。
水化过程中,共结晶磷酸二钙从晶格中溶出,同样与溶液中的反应生成难溶的磷酸三钙,致使磷石膏晶格粗化、凝固速率减慢、强度降低:其他不溶性磷酸盐主要是磷酸钙以及少量的磷酸盐络合物(铁、钠、钾、铝、锶、镁等金属的络合物)。
其含量(质量分数)约0.6%~1.4%,主要存在于磷石膏的粗颗粒中,但对磷石膏的性能影响很小。
不溶性氟化合物主要是CaF2、Na2SiF6、A1F3、Na3A1F6等,其会减慢凝固速率,使石膏抗折强度下降。
1.2.3 放射性物质磷石膏中放射性物质的含量是需重视的问题。
磷石膏中一般都含有一些放射性物质,不同产地的磷矿中放射性物质含量有较大差异,放射性比活度超标的磷石膏不宜利用。
由于磷石膏主要用途是在建筑行业,镭-226、钍-232、钾-40等放射性元素会释放出射线,镭-226和钍-232衰变中也会放出放射性气体氡,这些放射性物质一旦超出标准将对人体产生极大危害。
国内绝大多数企业副产的磷石膏是安全的,均同时符合GB 6566-86、GB 9196-88中两个指标,只要企业严格按国家标准对磷石膏的放射性进行检测,就能保证磷石膏的安全使用。
当磷石膏用作水泥缓凝剂时,其用量不超过5%,磷石膏中放射性物质不会影响水泥质量;当磷石膏直接生产水泥时,由于磷石膏用量较大(按1 t水泥需2 t磷石膏算),则要求磷石膏中镭-226小于100 Bq/kg;当磷石膏制熟石膏粉、石膏板、砌块等建筑材料时,磷石膏的用量更大,一旦磷石膏中放射性物质超标则建材中也会超标,这类磷石膏严禁用于生产建筑材料。
目前国内外还没有找到可完全消除放射性元素的方法,只要将磷石膏的放射性控制在一定的范围内,对磷石膏的利用是没有影响的。
1.2.4 杂质分布与磷石膏粒度的关系磷石膏中杂质并不是均匀地分布在磷石膏中,不同粒度的磷石膏中杂质含量存在显著差异,杂质的分布与磷石膏的粒径存在一定关系,粗颗粒磷石膏中杂质含量较高。
随着粒度的增大,可溶性磷、总磷、氟、有机物含量迅速增加,而共结晶磷含量随磷石膏粒度的增大而减少,说明可溶性磷、总磷、氟、有机物等主要集中在粗颗粒中,共结晶磷主要集中在细颗粒中。
因此可以通过筛分除去粗颗粒而改善磷石膏性能。
1 磷石膏的特性磷石膏的主要化学成分为CaO和SOB。
同时含有P205、F、 03、F~203、Sio2、有机物等杂质及少量铀、镭、镉、铅、铜等元素。
磷石膏主要以针状晶体、板状晶体、密实晶体、多晶核晶体等四种结晶形式存在。
磷石膏胶结体的性能与天然石膏相比有较大差异,主要表现为凝结时间长,强度较低。
不同生产企业、不同批次的磷石膏的化学组成都略有不同,这主要与磷酸生产工艺条件的控制及磷矿石的品种有关。
我国磷酸生产以湿法生产为主,通过硫酸分解磷矿石生成萃取料浆,然后过滤洗涤制得磷酸,过滤洗涤过程中同时产生磷石膏。
其反应式为:Ca5(PO4)F+5HzSO4+10Hz 3H3PO4+5CASO4‘2H2O+HF。
在磷酸生产过程中,部分磷矿石未分解、磷石膏洗涤过滤过程不完全以及生产过程中添加的添加剂是磷石膏中含有磷、氟等多种杂质的原因,正是这些杂质影响了磷石膏的性能,使其不能直接应用于石膏建材的生产,制约了磷石膏的使用。
1.1 磷磷是磷石膏中的主要杂质,也是影响其性能的主要因素,同时磷的流失还造成了磷资源的浪费。
磷石膏中的磷以可溶磷、共晶磷、难溶磷三种形态存在,可溶磷对磷石膏性能影响最大。
1.1.1 可溶磷磷石膏中的可溶磷由磷酸引人,磷酸电离产生H3PO4、H2PO4一、HPO4 、PO4 四种形态,磷石膏中可溶磷主要为H3PO4、H3PO4一、 2.三种形态。
可溶磷的含量取决于磷石膏的洗涤过滤工艺,一般为0.4%~0.8%。
可溶磷在磷石膏中分布不均匀,含量随磷石膏颗粒度的增大而增大。
可溶磷被磷石膏中的二水石膏晶体所吸附,分布于二水石膏晶体表面,水化时可溶磷与溶液中Ca2 反应生成难溶的Ca3(PO4)2附着于石膏表面,阻碍石膏的进一步溶出和水化,使磷石膏凝结时间延长、结构疏松、强度降低。