磷石膏除杂及制备精细材料的研究进展

１ 磷 石 膏 的 特 性
磷石 膏 的 主要成 分是 二 水硫 酸钙 ， 此外 ， 还 含
有少 量未 分解 的磷矿 粉 、 未洗 涤 干净 的磷 酸 、 磷 酸
铁、 磷酸铝 和氟硅酸盐 等杂质及 少量铀 、 镭、 镉、
解， 抑 制磷 石 膏 的转 化 ， 且 形成 的沉 淀物 易附着 在
磷 石 膏是 湿法 磷 酸生 产过 程 中排 放 的工业 副
石 膏 主 要 以针 状 晶体 、 板 状 晶体 、 密实 晶体 、 多 晶 核 晶体 ４ 种 结 晶形 式 存 在 ｌ ｇ ］ ， 能溶 于 酸 、 铵盐 、 甘
油、 微 溶 于水 ， 不溶 于 乙醇 ， 约１ ７ ５℃ 时失 水 成半 水石膏（ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ４・ ０ ． ５ Ｈ２ Ｏ） ， １ ９ ３ ￣２ １ ０ ℃ 时失水 而
类， 此外还 含 有 碱 金 属 盐 、 硅、 铁、 铝、 镁等杂 质。 其 中对磷 石膏 资 源化 利 用 影 响 较 大 的杂 质 是磷 、
氟和 有机物 ： 一方面， 这些 杂质会 和磷 石 膏溶解 出 的Ｃ ａ 。 ＋ 发 生化 学反 应 ， 形 成 难溶 性钙 盐 包裹 在 二 水硫 酸钙 晶体 表 面 ， 阻碍 了二 水 硫 酸 钙 晶体 的溶
不仅 占地 多 ， 投资大 ， 堆渣费用高， 对 堆 场 的地 质
条件 要求 高 ， 而 且磷 石 膏 长期 堆 积 还 会 引起 地 表
水及 地下 水 的污 染 ｌ ４ ］ 。因此 ， 磷石 膏 的无 害化 处
理及 综合 利 用成 为研 究 热 点 ， 也 是 磷 化 工 可 持 续
发展 的迫切 需要 。
从 高值 化利用 角度介 绍 了以磷 石膏为原料制备 晶须及 纳米等精 细材料的研 究进展 。
关键词 ： 磷 石膏 ； 除杂 ； 晶须 ； 纳米粒子 ； 精 细 材 料
中图分类号 ： Ｔ Ｑ １ ７ ７ ． ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ５ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ６ １ ０ ５
谢 卫苹 ， 罗康碧 一 ， 李 沪萍 ， 苏 毅
（ 昆 明理 工 大 学 化 学 工 程 学 院 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ５ ０ ０ ）
摘
要： 磷 石膏是磷 肥生产过程 中产 生 的工业 副产物 ， 是 具有 多种 潜在 用途 的钙 、 硫 和石 膏资 源。
作 者从 资 源 化 利 用的 角度 介 绍 了磷 石 膏 中的 杂 质 对其 性 能 和应 用 的 影 响 ， 以及 传 统 的 预 处理 除 杂 方 法 ；
铅、 铜 等 元素 ｌ ７ ］ 。磷石 膏含 水 量较 高 ， 一般 含游 离
水在 ２ ０ 以上 ， 呈 分散 的细 粒状 ， ｐ Ｈ一 １ ． ５ ～
４ ． ５ ； 陈化 的磷 石 膏 较 稳 定 ， 显 灰 白色 粉 状 ＿ ８ ］ 。磷
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ５ — ２ ０ 作者简介 ： 谢 卫苹 （ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 昆 明理 工大 学硕 士 研究 生， 主要从事磷 化工及无机材料研究 。 ＊ ＊通 讯 联 系 人 。 ＊基 金 项 目 ： 国 家 自然 科 学 基 金 项 目（ ２ １ ０ ６ ６ ０ ０ ３ ） 。
成为 无水石 膏 ＿ １ 。 。 。
上 ］ 。尽 管磷 石 膏 的 利 用途 径 比 较 多 ， 但 其 综 合
利用 率还 很 低 ， 我 国磷 石 膏 累 计 堆 存 量 已超 过 ２
２ 磷 石膏 中的杂质及其去除方法
在磷 酸生 产过程 中 ， 部分未 分解 的磷 矿石 、 洗 涤过 滤不完 全 、 同晶取 代是 磷石 膏 中含有磷 、 氟 等 多种 杂质 的主要 原 因 ， 正 是 这 些 杂质 影 响 了磷 石 膏 的性能 ， 制 约 了磷石 膏 的资源 化利 用 。
２ ． １ 磷石 膏 中的杂质 及 其影 响 磷石 膏 中的杂质 主要 包 括磷 、 氟、 有机物这 ３
亿ｔ ， 磷石膏资源化利用率仅 约为 ２ ０ ９ ／ ６ ＿ ３ ］ 。 由于
磷石 膏含 有 Ｐ Ｏ 、 Ｆ 及游离酸、 有 机 物 等有 害 物 质， 任 意排 放 会 造 成 一 定 的环 境 污 染 ； 设置堆场 ，
石膏的资源化利用也有一定 的影响 ： Ｆ ｅ 计 的存在
会 使产 品呈 淡黄 色 ， 影 响产 品 的 白度＿ １ 。 ； 而 Ｍｇ ＋
在低含量时能促进磷石膏的转化 ， 但含量增大到
一
定程 度 时就会 抑制 磷 石 膏 的转 化 ＿ 】 。 因此 ， 对
１＿ ｆ Ｊ ＿
磷 石膏 进行 预处 理是 磷 石膏 资源 化利 用 的基 础与 关键 。 ２ ． ２ 磷 石 膏 的除杂 方 法
晶体表面 ， 使晶体表面光滑度降低 ， 削弱晶体间结
合力 ； 另一 方 面 ， 杂质 会有 选择 性地 在不 同 的结 晶
面上 影 响 晶 体 的 成 长 速 率 ， 影 响 结 晶 体 的 形 状［ １ １ － １ ２ ］ 。除此 之外 ， 磷 石 膏 中 的 Ｍｇ 、 Ｆ ｅ 抖对 磷
产物 ， 生产 磷 石膏 ［ １ ］ 。随
着磷 肥 业 的发 展 ， 磷 石 膏 的排 放 量 也 日益 增 大 。
目前 ， 世 界磷 石膏 排 放 量 约 为 ３亿 ｔ ／ ａ ， 我 国排 放
量也 超过 ５ ０ ０ ０万 ｔ ／ ａ ， 占工业 副产 石 膏 的 ７ Ｏ 以
综 述 专 论
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 化 Ｉ Ｎ 工 科 Ｃ Ｈ 技 Ｅ ， Ｍ ２ ０ Ｉ Ｃ １ ３ Ａ ， Ｌ ２ １ Ｉ （ Ｎ ４ Ｄ ） ： Ｕ ６ Ｓ １ Ｔ ￣ Ｒ ６ Ｙ ５
磷 石 膏 除 杂及 制 备 精 细 材 料 的研 究进 展 ＊