磷石膏水泥

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磷石膏制硫酸联产水泥流程

磷石膏制硫酸联产水泥流程

磷石膏制硫酸联产水泥流程磷石膏制硫酸联产水泥,这可真是个超有趣的事儿呢!一、磷石膏是啥?磷石膏啊,它其实是生产磷肥时产生的一种废渣。

可别小看这废渣哦,它里面含有好多有用的东西呢。

在磷肥生产过程中,磷矿石经过一系列反应,就会产生大量的磷石膏。

以前啊,这磷石膏的处理可让人头疼了,到处堆放又占地方,还可能对环境有影响。

不过呢,现在人们发现了它的大用处,那就是用来制硫酸联产水泥啦。

二、制硫酸的环节。

1. 预处理。

磷石膏在用来制硫酸之前,得先进行预处理。

这就像是给它洗个澡、做个美容一样。

要把磷石膏中的杂质去除掉一部分,让它变得更“纯净”,这样后面的反应才能顺利进行。

比如说,里面可能有一些未反应完全的磷矿石颗粒,或者是其他的小杂质,都要尽可能地弄掉。

2. 分解反应。

接下来就是关键的分解反应啦。

磷石膏在高温下会发生分解反应,这个反应可神奇了。

在特定的设备里,给磷石膏加热到很高的温度,它就会分解出二氧化硫气体。

这二氧化硫气体可是制硫酸的重要原料呢。

就像从一个大宝藏里挖出了一颗超级珍贵的宝石一样。

而且这个反应的条件还挺讲究的,温度要刚刚好,设备也要合适,不然反应就可能不完全或者出问题。

3. 硫酸的生成。

有了二氧化硫气体之后,就要通过一系列的化学反应来生成硫酸啦。

二氧化硫要经过氧化、吸收等步骤。

这就像是一场化学的魔法之旅,二氧化硫先被氧化成三氧化硫,然后三氧化硫再和水反应就变成了硫酸。

这个过程中,每一步都要控制得很好,像调节温度、控制气体的流量之类的,就像厨师做菜要掌握火候和调料的用量一样。

三、联产水泥的过程。

1. 剩余物质的利用。

在磷石膏制硫酸的过程中,会剩下一些物质,这些物质可不能浪费。

它们里面含有一些可以用来生产水泥的成分呢。

比如说,里面有钙、硅等元素的化合物。

这些东西经过进一步的处理和调配,就可以成为生产水泥的原料。

2. 水泥的生产工艺。

水泥生产也是有一套自己的工艺的。

要把那些剩余物质和其他一些原料按照一定的比例混合起来,然后再进行煅烧等操作。

基于磷石膏的新型环保建材开发与应用

基于磷石膏的新型环保建材开发与应用

基于磷石膏的新型环保建材开发与应用磷石膏是一种副产物,产生于磷矿石提炼工艺中,含有丰富的磷和钙等元素。

传统上,磷石膏被视为一种废弃物,被丢弃或用于填埋,但由于其含有对环境有害的重金属和有害物质,对环境造成了一定的污染。

然而,近年来,人们逐渐认识到磷石膏的潜力,将其用于新型环保建材的开发和应用。

这种新型环保建材不仅可以处理和利用磷石膏副产品,减少环境污染,还能为建筑行业提供一种可持续发展的解决方案。

首先,磷石膏可以用于生产高性能水泥。

传统的水泥生产过程中,石灰石和粘土是主要原料,而磷石膏可以取代部分石灰石,用于调整水泥的化学成分,提高水泥的性能。

磷石膏在水泥中的加入可以增加水泥的早期强度和长期强度,改善其耐久性。

研究表明,磷石膏在适当掺量下对水泥的物理和机械性能有显著影响,使其更适用于高强度建筑和特殊环境。

其次,磷石膏可以用于制造轻质砌块。

轻质砌块是一种广泛应用于建筑业的环保材料,由水泥、砂、膨胀剂等主要原料制成。

研究表明,磷石膏可以替代一部分水泥和砂,在轻质砌块的制造过程中起到填充和增强作用。

使用磷石膏制造的轻质砌块比传统轻质砌块具有更低的密度和更高的抗压强度,同时还具有较好的隔热、隔声和防火性能,适用于各种建筑和装饰用途。

此外,磷石膏还可以用于制作环保地板材料。

传统的地板材料通常使用木材、石材或塑料等原料,不仅对森林资源造成压力,还存在使用寿命短、易变形、难以回收等问题。

而使用磷石膏制作的环保地板材料不仅可以减少对自然资源的依赖,还具有更高的耐用性和环保性能。

研究表明,磷石膏地板材料具有良好的耐磨性、耐抗冲击性和减震性能,同时还具有较好的防潮、防火和抗菌性能,符合现代人们对于健康和环保的要求。

最后,磷石膏还可以应用于水处理领域。

由于磷矿石提炼工艺中所产生的磷石膏含有大量磷元素,磷石膏可以用于处理废水中的磷污染问题。

通过将磷石膏加入废水中,可以形成难溶性的磷酸盐沉淀物,从而将磷污染物从水中去除。

磷石膏制硫酸联产水泥流程

磷石膏制硫酸联产水泥流程

磷石膏制硫酸联产水泥流程磷石膏制硫酸联产水泥,这可真是个超有趣的事儿呢!一、磷石膏是啥?磷石膏啊,它是在磷酸生产过程中产生的一种废渣。

这东西要是不好好处理,可就成了个大麻烦,又占地又污染环境。

不过呢,聪明的人类就想出了把它用来制硫酸联产水泥的好办法。

二、制硫酸的环节。

1. 预处理。

磷石膏得先进行预处理。

这就好比是给它梳妆打扮一下,让它能够更好地参与后面的反应。

要把磷石膏里的杂质尽可能地去除掉,像是一些有机物啊,还有那些可能影响反应的小颗粒之类的。

这一步要是没做好,后面就容易出乱子。

2. 分解反应。

处理好的磷石膏就开始进行分解反应啦。

这时候就像是一场化学魔术表演,磷石膏在高温下会分解,产生二氧化硫。

这个二氧化硫可是制造硫酸的关键原料哦。

想象一下,磷石膏在高温下就像在热舞,然后“变”出了我们想要的东西。

3. 硫酸的制取。

有了二氧化硫之后呢,就要通过一系列复杂又神奇的过程把它变成硫酸啦。

这个过程需要经过催化氧化、吸收等步骤。

就像是把一个个小零件组装成一个大机器一样,每个环节都要精准无误。

比如说催化氧化这一步,就像是给二氧化硫找了个“小助手”,让它能够更快更好地变成三氧化硫,然后再通过吸收,硫酸就诞生啦。

三、联产水泥的部分。

1. 剩余物质的利用。

在磷石膏制硫酸的过程中,还会剩下一些东西呢。

这些剩余物质可不能浪费,它们就被用来生产水泥啦。

这就像是把做菜剩下的边角料又做成了一道美味的小菜一样,非常的环保又高效。

2. 水泥的生产过程。

把那些剩余物质和其他的原料按照一定的比例混合在一起,就像调一杯独特的鸡尾酒一样。

然后再经过煅烧、研磨等步骤,水泥就逐渐成型啦。

煅烧的过程就像是给这个混合物来一场高温的SPA,让它们变得更加坚固耐用。

研磨的时候呢,就像是给它做最后的精细打磨,让水泥的质量更好。

四、这个流程的好处。

1. 环保。

这个磷石膏制硫酸联产水泥的流程最大的好处就是环保。

把本来是废弃物的磷石膏变废为宝,减少了对环境的污染。

磷石膏对水泥性能的影响

磷石膏对水泥性能的影响

磷石膏对水泥性能的影响摘要:目前在我国,磷石膏作为一种工业的副产物,每年的排放量巨大无比,达到了数亿吨。

由于磷石膏杂质多且对磷石膏性能影响较大,目前我们国家对磷石膏的利用率却并不理想。

该论文试着从建材方面入手对磷石膏进行研究,试着探索磷石膏对水泥性能的影响。

实验结果表明,磷石膏能明显地延长水泥的凝结时间,能中和水泥的强碱性,且在实际使用范围内,磷石膏不影响水泥的安定性;然而磷石膏对水泥的标准稠度用水量影响微乎甚微。

关键词:磷石膏水泥标准稠度用水量 PH值安定性湖北文理学院建筑工程学院毕业论文第1章绪论1.1研究背景磷石膏:是指在磷酸生产的过程中用硫酸处理磷矿时所产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙,目前我国目前对磷石膏的利用率仅仅只有10%左右,磷石膏的堆放,会侵占我们的土地资源。

人们长时间的接触磷石膏,会引起体内的病变从而导致死亡。

同时,随着中国建筑业的发展,国内对建筑用料有了许多新的要求。

1.2国内研究现状目前在我们国家,对磷石膏的综合利用主要用于以下几方面:①建筑材料;②化工产品山填③矿充;④土壤改良剂。

然而由于技术限制和对磷石膏进行的高额成本的预处理,国内的研究现况依旧不能较好的解决对磷石膏的利用状况。

1.3论文主要研究内容论文以实验室用42.5PC硅酸盐水泥和周边工厂废弃磷石膏,用磷石膏和水泥以不同比例混合,其中磷石膏质量占混合式样质量的百分比分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%。

实验用这5组试样分别研究混合之后水泥的标准稠度用水量、PH值、凝结时间、安定性和膨胀系数的具体数值变化和趋势。

第2章材料与试验2.1实验材料由襄阳泽东化工堆场取粉状磷石膏,堆积时间约1年,没有进行任何预处理,存放温度为正常室温。

复合硅酸盐水泥P·C42.5;实验室用生产厂家包装袋装集,存放温度为正常室温。

2.2试样处理将试验用水泥和磷石膏取出,分别选取堆积时间外观大致一样的式样,将其中的大块碾碎。

磷石膏在水泥制品中的应用

磷石膏在水泥制品中的应用

磷石膏在水泥制品中的应用摘要:随着经济的发展和社会的进步,石膏在硅酸盐水泥中主要起缓凝剂的作用,用天然石膏与磷石膏采用不同比例单掺、双掺作水泥缓凝剂。

通过对凝结时间、安定性、强度等常规物理性能测试,研究磷石膏对水泥缓凝方面的影响。

研究表明,磷石膏与天然石膏单掺、双掺作水泥缓凝剂均具有良好的缓凝、并提高强度作用。

关键词:磷石膏;水泥制品;应用引言磷石膏是工业湿法生产磷酸排放的固体废弃物,每生产一吨磷酸大约产生4~5吨磷石膏。

根据中国磷复合肥工业协会的统计数据,截止目前,我国磷石膏堆存量超过2.5亿吨,近几年每年排放量都在7000万吨以上。

由于磷石膏中杂质的存在,磷石膏与天然石膏在物化性能方面存在差异,目前只有很小比例的磷石膏得到利用,大部分未被利用的磷石膏均采取堆放的形式处置。

大量堆放的磷石膏不仅占用大量土地,对生态环境造成严重污染,磷石膏排放企业也不得不为此负担高昂的处置费用。

从消纳总量以及对环境影响角度综合考虑,磷石膏制备建筑材料是最适宜的利用方式之一。

水泥是目前用量最大且最广泛的大宗建筑材料,磷石膏在水泥生产中大规模利用是首先要考虑的,也将是磷石膏利用的重要途径。

本文对磷石膏在水泥生产中的应用前景和面临挑战进行分析讨论,以期促进磷石膏在水泥中应用。

1磷石膏水泥的制备原理磷石膏主要成分为二水硫酸钙,pH值2.6~3.5,未进行脱水处理的磷石膏不具备胶凝性,矿渣粉是具有潜在水硬活性的胶凝材料,硅酸盐水泥或熟料、钢渣等均是活性强碱性物质。

磷石膏可与硅酸盐熟料、矿渣粉及钢渣中大量的铝相、铝铁相反应,形成稳定的水化产物单硫型水化硫铝酸钙晶体,该晶体不溶于水,以胶体微粒析出,并逐渐凝聚成凝胶体即C-S-H凝胶。

将磷石膏通过研磨,与粒化高炉矿渣粉及少量硅酸盐水泥熟料按一定比例复合,可制备具有较高强度的磷石膏复合水泥。

2磷石膏在水泥制品中的应用2.1磷石膏烧制硫铝酸盐水泥熟料传统硫铝酸盐水泥的生产以适当成分的石灰石、铝矾土以及石膏为原料,经1300~1350℃煅烧而成,具有高早强、微膨胀、耐侵蚀和抗冻性好的特点。

磷建筑石膏成分

磷建筑石膏成分

磷建筑石膏成分磷建筑石膏是一种常见的建筑材料,由磷石膏和其他辅助材料组成。

它具有优异的性能和广泛的应用领域。

本文将详细介绍磷建筑石膏的成分及其特点。

磷建筑石膏主要由磷石膏、水泥、石灰和其他辅助材料组成。

磷石膏是一种矿石资源,含有丰富的磷元素,经过加工和处理后得到。

它具有良好的抗压强度和耐久性,是一种理想的建筑材料。

磷建筑石膏的成分比例经过科学研究和实践总结,可以根据不同的需求进行调整。

一般来说,磷石膏占总重量的30%至50%,水泥和石灰的比例约为1:2。

辅助材料包括增塑剂、防水剂等,可以根据具体需要添加。

磷建筑石膏的成分决定了它的性能特点。

首先是抗压强度高,可以承受较大的荷载。

其次是耐久性好,具有较长的使用寿命。

此外,磷建筑石膏具有良好的防水性能,可以有效避免水分渗透和损坏。

同时,磷建筑石膏还具有优异的隔热性能,可以节约能源。

磷建筑石膏的成分比例对其性能有着重要的影响。

过多的磷石膏会使石膏体积膨胀,导致开裂和变形。

过少的磷石膏则会导致抗压强度不足。

因此,在制备过程中,需要根据实际需要进行合理的比例调整。

磷建筑石膏在建筑领域有着广泛的应用。

它可以用于墙体、地板和天花板的装饰,以及室内隔墙和外墙的施工。

磷建筑石膏还常用于制作装饰品和艺术品,如浮雕、雕塑等。

它不仅可以满足人们对建筑美观的需求,还可以提高建筑物的使用寿命和安全性能。

磷建筑石膏是一种优异的建筑材料,由磷石膏、水泥、石灰和其他辅助材料组成。

它具有高强度、耐久性好、防水性能强等特点。

磷建筑石膏的成分比例对其性能有着重要的影响,需要根据实际需要进行合理调整。

它在建筑领域有着广泛的应用,可以满足人们对建筑美观和功能性的需求。

希望本文对读者了解磷建筑石膏的成分及其特点有所帮助。

2023年磷石膏制水泥缓凝剂行业市场前景分析

2023年磷石膏制水泥缓凝剂行业市场前景分析

2023年磷石膏制水泥缓凝剂行业市场前景分析磷石膏制水泥缓凝剂是一种磷酸盐水泥掺合料,具有优异的缓凝性能,广泛应用于水泥生产和混凝土工程中。

其主要成分是磷酸盐、氢氧化钙、氢氧化铝等,经加工后得到一种白色物质,可以有效地控制水泥凝结速度,提高水泥膨胀率,改善混凝土的性能,是建筑材料行业的重要产品之一。

市场需求分析:磷石膏制水泥缓凝剂市场需求主要是受到建筑行业的影响,随着经济的发展,城市化进程加快,建筑市场需求持续增长。

在大规模基础设施建设和房地产开发的推动下,水泥、混凝土等建筑材料的生产和消费需求将继续保持增长态势,为磷石膏制水泥缓凝剂提供了广阔市场。

目前,磷石膏制水泥缓凝剂市场供需矛盾尚未缓解,市场存在着一定的价格竞争和质量问题。

随着消费者对建材品质和环保要求的不断提升,建材企业需要不断提高产品质量和技术水平,以满足不同市场需求。

市场前景分析:磷石膏制水泥缓凝剂的市场前景非常广阔,主要表现在以下几个方面:1. 建筑市场持续增长:随着建筑市场的不断发展,建筑材料的需求将逐步增加,水泥、混凝土等建筑材料对磷石膏制水泥缓凝剂的需求也将逐渐增加。

2. 技术升级:随着建筑材料市场对产品质量、环保性等方面要求的不断提高,磷石膏制水泥缓凝剂行业也需不断升级技术,提高磷石膏制水泥缓凝剂的品质和环保性能,以满足市场需求。

3. 市场竞争加剧:随着市场需求的增加,磷石膏制水泥缓凝剂行业的市场竞争也将逐渐加剧。

磷石膏制水泥缓凝剂生产企业需要加强产品的研发和销售推广,不断提高企业的竞争力。

总的来说,磷石膏制水泥缓凝剂行业市场前景十分乐观,针对市场需求的不断变化,磷石膏制水泥缓凝剂生产企业需要加强技术研发和质量控制,提高产品的竞争力和市场份额。

水泥磷石膏稳定材料在公路工程中的应用

水泥磷石膏稳定材料在公路工程中的应用

水泥磷石膏稳定材料在公路工程中的应用摘要:水泥磷石膏稳定材料作为一种新型的公路基层材料,不仅具有较好的强度、稳定性和耐久性等优异性能,而且磷石膏是生产磷肥和磷酸的副产物,我国磷石膏堆积总量巨大,若合理改良应用,可以降低公路工程的建设成本,实现“资源节约、环境友好”的绿色低碳建设目标。

关键词:磷石膏;水泥磷石膏稳定材料;公路工程引言:公路工程的建设对于一个地区的经济发展和社会进步至关重要,而基层材料的选择和应用是公路工程中的重要环节。

在过去,常用的基层材料主要是石灰土、水泥土、水泥稳定碎石等传统材料,但是这些材料存在着许多问题,如稳定性差、易受水蚀、材料消耗量大等。

随着固体废弃物处理技术的不断进步,磷石膏等固体废弃物成为了可利用的资源。

水泥磷石膏稳定材料作为一种新型的公路基层材料,具有独特的优势和应用前景,满足公路工程建设需求,因此受到了广泛的关注和研究。

1. 水泥磷石膏稳定材料概述水泥磷石膏稳定材料是一种新型的公路路面稳定材料,由水泥、磷石膏、水和其他添加剂混合而成。

它具有优异的稳定性能和经济性,因此被广泛应用于公路工程中。

水泥磷石膏稳定材料的主要特点是具有较高的承载力和较好的耐久性,能够有效地提高路面的抗压性能和承载能力,同时能够减少路面的开裂和塌陷等问题。

此外,该材料的施工工艺简单,施工效率高,成本较低,因此在公路建设中越来越受到青睐。

值得注意的是,水泥磷石膏稳定材料的适用范围较广,不仅适用于各种类型的公路路面,还适用于停车场、机场跑道等场所。

在实际应用中,可根据具体工程需要调整配合比例,以达到最佳的稳定效果。

2. 水泥磷石膏稳定材料的性质2.1力学性能水泥磷石膏稳定材料具有很高的承载力和较好的抗压性能。

实验结果表明,添加不同比例的水泥和磷石膏后,材料的强度显著提高。

同时,水泥磷石膏稳定材料还具有较好的弹性模量和抗剪强度,能够有效地抵抗车辆荷载和道路变形等影响。

2.2耐久性能水泥磷石膏稳定材料具有较好的耐水性和耐冻融性。

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1 绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2 选题意义 (2)1.2磷石膏 (2)1.2.1磷石膏的生产 (2)1.2.2磷石膏的形态 (2)1.2.3磷石膏的晶型 (3)1.2.4磷石膏中的杂质 (4)1.2.5杂质对磷石膏的影响 (4)1.3 磷石膏利用现状 (5)1.3.1磷石膏在建筑领域中的应用 (5)1.3.2其他领域利用 (7)1.4磷石膏综合利用存在的问题 (8)1.5 粉煤灰的产生及危害 (9)1.6 国内外粉煤灰综合利用[23] (9)1.6.1粉煤灰利用项目种类和途径 (9)1.6.2粉煤灰综合利用研究新进展 (10)1.6.3粉煤灰开发利用过程中存在的问题 (11)1.7 路面结构及我国路基材料现状 (11)1.7.1路面结构 (11)1.7.2我国路基材料现状 (12)1.8 本文主要工作 (12)1.8.1本文主要研究内容 (12)1.8.2 预期目标 (13)参考文献 (14)1 绪论1.1 选题背景及意义1.1.1选题背景磷石膏是生产磷酸时排出的一种工业副产物,用湿法制备磷酸产生的废渣其主要的成分是与天然石膏物理性质相类似的二水石膏。

目前,全球每年达2.8亿吨的磷石膏排放量,而随着我国磷肥行业的快速发展,磷石膏近年排放量也已达5000万吨左右,占全球石膏排放量的18%,其中得到利用的只有900~1000万吨,达20%左右,利用率相当低。

[1]磷石膏的处理及综合利用目前还比较困难,国内对磷石膏的开发主要是做建材和水泥缓凝剂,年利用率还不到产生量的10%。

据报道,近几年来,随着产能的大幅度增加,甘肃瓮福化工公司每年副产的磷石膏已经达到100万吨以上。

如此大量的磷石膏只能露天堆放,对环境造成严重破坏。

粉煤灰在外省已成为有市场价值的资源,在我省有效利用率却很低。

据省经委有关人士介绍,我省粉煤灰的综合利用领域比较狭窄,仅应用于水泥、新型墙体材料方面。

日积月累,目前全省已有1亿吨的粉煤灰被白白抛弃。

我省是全国燃煤电厂多、粉煤灰产生量大的省份之一,有火电企业25家。

这些火电企业每年产生约220余万吨粉煤灰,除120万吨被水泥、新型建材制品企业综合利用外,其余百余万吨粉煤灰被堆放在露天堆灰场。

大量堆积的粉煤灰有两大危害:一是污染环境,每遇恶劣天气,就成为空气严重污染的重要源头,同时对地下水源造成污染隐患;二是增加了电厂成本。

综上所述,为了保护环境,保护资源,提高我省磷石膏、粉煤灰的利用率,必须开发新的利用途径。

本文以此为基础,研究利用磷石膏,粉煤灰做路面基层材料,这样便有效提高磷石膏,粉煤灰的利用率,解决堆放占地,环境污染等问题,节约成本,降低工程造价。

中广网兰州2011年11月29日消息称甘肃省政府下发《甘肃省“十二五”综合交通发展规划》,规划提出,今后五年甘肃省将以建成西北最重要综合运输枢纽为目标,努力建设“一横六纵”7条综合运输大通道,实现交通运输跨越式发展。

“十二五”末实现公路通车里程13万公里以上,新建高速公路1600公里以上,实现高速公路通车里程3600公里以上,确保完成所有县城至市州政府驻地通二级及以上公路。

可以说,我省的公路事业正经历一个繁荣的大发展时期,公路建设需要大量的沙,石等材料,以路面基层材料为例,普通公路基层厚度一般为40cm,每公里需沙石材料约1.1万吨,而高等级公路基层厚度约为60cm,每公里则需沙石材料约3.4万吨。

若采用磷石膏,粉煤灰修筑路面基层,可节约大量沙、石资源,同时降低工程成本。

1.1.2 选题意义本文主要研究以磷石膏、粉煤灰为胶凝材料体系的路面基层材料,一方面可以有效解决我省磷石膏、粉煤灰利用率低、堆放占地、环境污染等问题,降低建设成本,节省不可再生资源;另一方面正赶上我省“十二五”建设,顺应当前建设的需要。

所以说,本文的研究具有明显的社会效益、经济效益及环保效益;开展以磷石膏、粉煤灰为胶凝材料体系的路面基层材料的研究,并推广应用,是十分有必要的,意义重大。

1.2磷石膏1.2.1磷石膏的生产磷石膏是湿法生产磷酸时产生的工业副产物。

工业上湿法磷酸的生产方法有二水物法、半水-二水物法、二水-半水物法和半水物法等。

由于二水物法具有对磷矿石的品位较低、对设备腐蚀性较小等优点,我国湿法磷酸生产较多采用湿法二水物法。

其主要反应方程式为:Ca5(PO4)3F+5H2SO4+10H2O→5CaSO4·2H2O+3H3PO4+HF湿法二水物法制备磷酸过程中产生的磷石膏,一般为黄白、浅黄、浅灰或黑灰色的细粉状固体,呈酸性,略有异味。

磷石膏主要化学成分是CaSO4·2H2O,含量一般在70%以上。

1.2.2磷石膏的形态磷石膏主要是以四种结晶形态存在:[24](1) 针状晶体晶体的尺寸大小为:长80~500μm、宽20~100μm,厚5~10μm,长宽比约4~5。

在反应料稠度很大时,这种晶体具有悬浮倾向,在料浆脱水时呈中性。

(2) 单分散板状结晶晶体多为平行四边形或截菱形,结晶尺寸为:长40~200μm、宽30~150μm、厚5~10μm、长宽比约为1.3~1.5。

湿法磷酸过滤时,这些晶体具有沿水平“层”相互堆积的倾向,从而产生不利于间隙液体移动的现象。

(3)密实晶体由板状晶体转化而来,当板状晶体厚度增长到几十μm时,即形成密实晶体,它的形成条件与板状晶体相似。

(4)多晶体核晶体是有“毛刺”的密实晶体的聚合体,其形状类似一个50~100μm的球体,这种晶体在湿法磷酸生产时具有良好的过滤性能。

1.2.3磷石膏的晶型根据磷石膏的晶型和杂质可将磷石膏进行分类,出现多种磷石膏的晶型是由诸多因素共同决定的,其中最主要的因素如下[2]:(1) 磷石膏中含有少量的氧化铝杂质,沿c轴方向生长的二水石膏受到抑制主要是由铝杂质影响的,从而在这种情况下,晶体将形成晶核。

(2)磷石膏出现针状的晶体和沿晶芽方向生长结晶的晶核,主要是由磷酸盐的比表面积即反应活性所决定的,其比表面积又是由反应的时间所决定的,而硫酸钙的过饱和度是在较短的时间内出现的。

若硫酸钙的过饱和度低,沿c轴方向增长的二水石膏出现增多的趋势,而且晶型还会生长成针状的;相反,若硫酸钙的过饱和度高时,沿c轴方向增长的二水石膏减少,晶体可能生成晶核。

(3)有些磷石膏的晶体很薄,变薄主要是因为高浓度的P2O5侵蚀磷石膏,同时还会有逆反应产生。

1.2.4磷石膏中的杂质磷石膏含水量一般较高,特别是刚生产出来的磷石膏,其含水率可达20%~40%,且呈弱酸性,pH值在3~4,同时还有刺激性气味溢出,磷石膏陈放时间越长它的物化性能越稳定,且具有一定硬度的块状物,但干燥后的磷石膏是灰色的粉末状固体。

其中,二水石膏(CaSO4·2H2O)是磷石膏的主要成分,同时还含有少量的杂质。

但区分磷石膏和天然石膏主要判断依据是磷石膏中是否含有某些颗粒大小不均匀的特殊杂质。

尽管这些特殊的物质和杂质在磷石膏中所占的比例,相对来说是相当少的,但这含量甚微的物质将直接影响到磷石膏的整个应用。

按杂质的溶解性能,可将杂质分为两种:一是可溶性杂质;二是不溶性杂质。

其中可溶性杂质主要是一些盐类或酸在过滤、洗涤过程中残留下的物质,包括:五氧化二磷、含氟化合物及其一些碱金属元素等;而不溶性杂质是由原料磷矿石引入的,大概占5%,主要包括:共晶五氧化二磷、不溶性的五氧化二磷、一些含氟的化合物及其含镁、铝等金属元素的硫酸盐和磷酸盐等[3]。

1.2.5杂质对磷石膏的影响(1) 不溶性P2O5生产磷酸用的磷矿石原料未完全被溶解,这将导致不溶性五氧化二磷存在工业废渣磷石膏中,但可作为一种惰性填料利用,因此,危害不是很大,但会使机械设备受到腐蚀。

(2)可溶性P2O5磷石膏的酸性(pH=3~4)主要是因为磷石膏中含有可溶性五氧化二磷的酸性物质,它是从没有化合的磷酸中残留下来的,尽管通过多次的过滤和洗涤,但不可避免会保留部分可溶性五氧化二磷。

磷石膏用于建筑业生产时,这些可溶性的五氧化二磷会引起制品表面的粉化,结构松散,进而对制品的强度及外观的光洁度等造成不良的影响。

(3)氟除水溶解过程中存在的碱金属或活性硅,通常氟石也是不溶于水的。

在活性硅或碱金属的作用下,会生成化合物,如Na2SiF6化合物等,同时还会与硫酸钙反应生成硫酸,从而pH值减小,酸性增强,其发生的主要反应方程式为:SiF62-+3CaSO4·2H2O→3CaF2+SiO2+12H++3SO42-从上式可看出,产物中的CaF2不溶性的氟化物主要有CaF2,Na3AlF6等,它们都可以作为一种惰性填料,因此危害不是很大。

(4) 其他杂质除上述杂质外,磷石膏中还含有其它多种杂质,如铅、铜、镉、有机物、碱金属盐等。

其中磷石膏制品抗水化性能差主要是由于磷石膏中的碱金属盐导致的,主要作用机理是由孔隙排出制品表面的碱金属离子随水分逐渐的蒸发而出现表面析晶的现象,这将导致磷石膏制品表面出现粉末状的物质、泛霜、强度下降等。

磷石膏中除含金属杂质还有部分,对制品的影响主要是使利用磷石膏为原料的胶结材料的含水量增加。

1.3 磷石膏利用现状磷石膏大量的堆放,不仅占用大量土地,也对堆场周围环境带来了巨大的威胁。

同时,也增加了磷化肥企业的处置磷石膏的费用,不利于磷化肥行业的可持续发展。

因此,国内外的相关学者就磷石膏的资源化利用问题展开了广泛的研究。

目前,磷石膏已在众多行业中获得一定的利用。

1.3.1磷石膏在建筑领域中的应用(1) 磷石膏用作水泥缓凝剂磷石膏的主要化学成分都是CaSO4·2H2O,同时含有P2O5、F和有机物质等杂质[4],这些杂质的存在一定程度上限制了磷石膏直接作为水泥缓凝剂的应用。

王显斌[5]等人研究表明:由于磷石膏中含有的可溶磷和氟等杂质会延缓水泥中硅酸三钙和铝酸三钙的早期水化速度,当直接把磷石膏用作水泥缓凝剂时,会造成水泥的凝结时间延长,早期强度的降低,但是对水泥的后期强度基本没有影响。

王显斌的研究结果还表明:磷石膏的来源及熟料的来源不同时,磷石膏对水泥性能的影响也会不同。

此外,磷石膏的含水率较高且粒度细小,直接用于水泥易造成下料仓结块、堵塞而喂料不稳定的现象。

因此,磷石膏一般需要通过一定的改性处理后才可替代天然石膏作为水泥缓凝剂。

郑建国[6]等将生石灰与磷石膏按比例混合、均化,陈化24h以上后制成改性磷石膏。

实验结果表明:加入适量的生石灰改性的磷石膏与天然石膏相比,水泥的凝结时间变化不大,强度却略有增加。

水泥与JM-Ⅲ型高效减水剂的适应性无明显的变化。

J.H.Potsieter[7]等研究表明:石灰乳液洗涤并不能有效的降低磷石膏对水泥凝结时间的延长作用,相对而言,氨水改性效果更加明显。

将磷石膏与熟石灰混合粉磨可以有效的降低磷石膏对水泥凝结时间的延长作用,但是若使用生石灰则效果不明显且会明显降低水泥的抗压强度。

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