磷石膏是濕法磷酸的副產物,也是以硫酸鈣為主要成分的一種工業廢渣。通常每生產1ｔＰ2Ｏ5可得45ｔ磷石膏(干)。目前我國磷石膏的年排放量約為900萬ｔ[1],世界磷石膏的年排放量達1億ｔ[2]。磷石膏的任意排放不僅污染了環境,而且還佔據了大量土地。如何充分有效地利用磷石膏一直是人們極力尋求解決的問題。
磷石膏的主成分是二水硫酸鈣,其次是少量未分解的磷礦以及未洗滌乾淨的磷酸、氟化鈣、鐵等多種雜質。由於硫酸鈣的溶解度小且不易分離的緣故,人們長期以來從各個方面在探索磷石膏有效利用的途徑。歸納起來,磷石膏的綜合利用不外乎以下幾個方面:１作水泥緩凝劑;２作石膏建材;３制硫酸聯產水泥;４作土壤改良劑;５制硫酸銨;６詹氏新工藝;７制硫酸鉀。下面按以上七個方面談談磷石膏綜合利用。
1、作水泥緩凝劑
水泥生產中需要大量的石膏作為推遲凝固時間的緩凝劑。與已作為緩凝劑使用的天然石膏相比較,由於對磷石膏中的雜質就凝固時間造成的影響不夠明確,所以在較長時間裡各水泥生產廠家對這一應用進展不大。通過實驗測定[3]可看出磷石膏中的氟硅酸鈉對水泥凝固的影響最大,025%Ｆ的添加量可使水泥的初凝時間推遲1ｈ;磷酸添加量提高到1%Ｐ2Ｏ5時也有影響;05%Ｐ2Ｏ5磷酸的存在會大大增加氟硅酸鈉的推遲程度。資料[3]表明磷酸二鈣可以推遲水泥的凝固時間,但對水泥的抗彎、抗壓強度的影響不明顯。
2、作石膏建材磷石膏
以ＣａＳＯ4.2Ｈ2Ｏ為主,其含量為70%左右。磷石膏中的二水硫酸鈣必須轉變成半水硫酸鈣方可用於作石膏建材。半水石膏分α和β兩種晶型。β型是結晶度較差與分散度較大的片狀微粒晶體,而α型則是結晶較完整與分散度較低的粗晶體。β型水化速度快、水化熱高、需水量大,硬化體的強度低,而α型與之相反。由磷石膏脫水通過干、濕二法可以得到α和β兩種不同晶型的半水石膏。
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