Effect of phosphogypsum on saline-alkalinity and aggregate stability of bauxite residue

A column experiment was conducted to investigate the effect of phosphogypsum (PG) on the saline- alkalinity, and aggregate stability of bauxite residue. Results showed that: with increasing leaching time, the concentrations of saline-alkali ions decreased while the concentration increased in bauxite residue leachate; compared with CK (control group) treatment, pH, electric conductivity (EC), exchangeable sodium percentage (ESP), sodium absorption ratio (SAR), and exchangeable Na⁺ content of bauxite residue were reduced following PG treatment; average particle sizes in aggregates following CK and PG treatments were determined to be 155 and 193 nm, respectively. SR-μCT test results also confirmed that bauxite residue following PG treatment acquired larger aggregates and larger pore diameter. These results indicate that the PG treatment could significantly modulate the saline-alkalinity, and simultaneously enhance aggregate stability of bauxite residue, which provides a facile approach to reclaim bauxite residue disposal areas.     

基于临界钙矾石膨胀破坏的磷石膏基复合胶凝材料的配料计算研究

为制备大掺量磷石膏基复合胶凝材料,在确定主要水化产物类型的基础上,通过计算临界钙矾石膨胀破坏的边界条件,确定各组分最佳掺量范围,研究其对复合胶凝材料力学性能、干缩性能的影响,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等测试方法研究水化产物的组成及发展规律。研究结果表明：通过理论配料计算,矿粉掺量为50%（质量分数）时,最大磷石膏掺量为26.3%（质量分数）,最小熟料掺量为23.6%（质量分数）。最佳配比组28 d胶砂抗压强度为45.2 MPa,线膨胀率小于0.04%;对比组28 d抗压强度仅有36.4 MPa,线膨胀率远大于0.04%。XRD、SEM表征结果表明,磷石膏基复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,氢氧化钙几乎反应完全;对比组钙矾石生成量远大于最佳配料组,微观结构存在大量裂缝。这说明理论配料计算可以有效用于磷石膏基复合胶凝材料的配比优化。     

磷酸高效分解磷矿实验研究

为改进湿法磷酸生产工艺,提高副产石膏的品质,减少湿法磷酸固体副产物磷石膏堆存产生的经济和环保压力,进行了磷酸分解磷矿制磷酸的实验研究。采用贵州某磷矿为主要原料,研究了湿法磷酸预分解磷矿的反应条件。通过单因素实验确定了湿法磷酸分解磷矿最优反应条件：反应温度为75 ℃,磷酸与磷矿的质量比（液固比）为9,反应时间为3 h,磷酸质量分数为30%（以五氧化二磷计）。在此条件下,磷矿的分解率为98.62%。     

高镁镍渣-磷石膏基复合胶凝材料的制备与性能评价

采用机械研磨的方式将高镁镍渣（HMNS）和磷石膏（PG）筛分至不同粒度，评价了掺不同粒度高镁镍渣和磷石膏复合胶凝材料的力学性能，并对强度形成机制进行了分析。评价了各种配比下浆体的抗压强度和体积稳定性，并分析了其作用机制。试验表明：以HMNS∶PG∶富钙硅质材料ZL=5.4∶3.6∶1配比制得试样的28 d抗压强度为4.43 MPa；室温环境下养护56 d，SP6线性收缩为1.02×10-3 mm/mm，体积稳定性优良；水化产物Ca(OH)2更少，Ca（OH）2与HMNS-PG体系反应生成了CSH凝胶和AFt，结构更为稳定。     

生产湿法磷酸副产白石膏新技术

针对传统二水法磷酸副产的磷石膏杂质含量高、色泽差、资源化利用率低的问题,发明了湿法磷酸副产白石膏技术,所产的白石膏杂质含量低,可全部资源化利用。以我国目前湿法磷酸年产量计,年可产出白石膏5 000万t,市值达数百亿元,经济与社会效益好。     

磷石膏在墙体材料及石膏模盒领域的应用

阐述我国磷石膏的产排量与特点,以及磷石膏在石膏条板、纸面石膏板、水泥缓凝剂、石膏砌块、石膏砖、装饰材料、储能材料等方面的应用;介绍了石膏模盒技术及工业副产石膏在石膏模盒生产中的应用情况;对提高磷石膏综合利用率提出了应用建议。     

从磷石膏中提取稀土的研究现状

从资源优化利用角度出发,综述了从湿法磷酸副产的磷石膏中提取回收稀土的原理、研究现状、方法及主要工艺,为开发稀土资源及综合利用磷石膏联产高附加值产品的研究提供依据。     

SO42-环境下矿物复合水泥基材料体积稳定性研究

通过在20 ℃,5%硫酸钠溶液养护制度下,研究了不同钢渣、高钙灰掺量,以及二者复掺下水泥基材料试件60、90 d的强度和90 d内试件线长度变化,并采用XRD微观分析和化学分析,揭示体积变化机理.试验结果表明,与基准样相比,适量钢渣的掺入使试件90 d收缩率最大可减少3.06×10-4;高钙灰的掺入,对体积稳定性有改善作用,其90 d最小收缩率达到1×10-4;二者的复掺,复掺叠加效应明显,而改性磷石膏的掺入,对强度、体积稳定性的改善更为突出,在一定龄期内,甚至出现了零收缩率.     

Recovery of nano-calcium fluoride and ammonium bisulphate from phosphogypsum waste

ABSTRACT

The production of phosphoric acid generates an enormous amount of phosphogypsum with emission of toxic fluorine acid gas. To remedy these environmental problems, a novel and a simple procedure permits converting phosphogypsum waste by recycled fluorine acid into valuable products. The obtained results confirm the efficiency of this procedure, which synthesises at room temperature the calcium fluoride in the form of nano-crystalline powder and the ammonium bisulphate salt from the exact stoichiometric proportions of phosphogypsum, hydrofluoric acid and ammonia. The total conversion of phosphogypsum is achieved after reaction time equal to one hour and a half. Generally, this novel procedure offers not only a solution for reducing phosphogypsum waste and fluorine gas emission, but also gives rise to valuable products, useful to industry and agriculture.     

Ⅱ型无水磷石膏凝结硬化过程调控技术

为改善Ⅱ型无水磷石膏水化活性低、凝结硬化缓慢的问题,研制了一种复合助剂（β-半水石膏6%、改性钢渣3%、K₂SO₄ 2%、铝酸钙水泥0.5%）。研究表明,掺入复合助剂后Ⅱ型无水磷石膏初凝时间由744min（空白样）缩短至76min（改性样）。在此基础上添加25%的高炉矿渣微粉改善力学性能和耐水性,改性后的胶凝材料绝干抗压强度达到15.4MPa,软化系数达到0.83。研究了胶凝体系的水化率、液相离子浓度随时间的变化规律,结合X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对水化产物和水化硬化机理进行了分析。复合助剂加速了Ⅱ型无水磷石膏的溶解及二水石膏晶核的生成和长大,提高了Ⅱ型无水磷石膏的水化率,与矿渣协同作用促进生成3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O、3CaO·Fe₂O₃·3CaSO₄·32H₂O等多种低溶度积复盐,改善了胶凝材料的凝结硬化性能和耐水性。