磷石膏激发预处理及其制备免烧建材的研究

磷石膏胶凝活性差,阻碍了它在建材领域的大宗消纳。本文通过研究碱激发预处理后磷石膏物相和微观结构,以及用其制备高掺量免烧建材的抗压强度、物相和微观结构,从而获得磷石膏制备高掺量、高抗压强度免烧建材的工艺参数。结果表明:100 g磷石膏,碱激发剂为100 mL,在室温下预处理24 h后,磷石膏主晶相CaSO₄·2H₂O的晶粒变小,结晶度降低,通过观察微观结构发现硫酸钙颗粒变大,细小颗粒量大幅降低,从而提高了其胶凝活性。当磷石膏掺入量为80%(质量分数)时,与未处理磷石膏相比,所制备的免烧建材保养7 d、28 d和浸水后的抗压强度均明显提高,分别为13.79 MPa、18.22 MPa和11.44 MPa,其微观形貌显示硫酸钙颗粒间没明显边界,几乎融为一体,致密度极高,对材料强度的增加十分有利。     

缓凝剂改性磷建筑石膏及其机理研究

研究了不同种类缓凝剂对磷建筑石膏凝结时间和力学强度的影响,测试了添加不同种类缓凝剂后磷建筑石膏的绝干密度,水化热.并利用XRD检测了磷建筑石膏的物相组成,运用SEM分析了改性后磷建筑石膏的微观形貌.结果表明:NS、NP和SC对磷建筑石膏均具有一定的缓凝作用,但效果不同,SC缓凝效果优于其他两种;在相同掺量的情况下,SC对磷建筑石膏硬化体强度影响较为明显,并且其对磷建筑石膏硬化体绝干密度的影响也最大.缓凝剂SC可以使磷建筑石膏的水化放热时间推迟,降低了水化放热峰.缓凝剂SC的合适掺量范围为0.1％～0.2％.实验结果为进一步研究磷建筑石膏的缓凝机理提供了参考价值.     

快速测定磷石膏中的磷

磷石膏是湿法生产磷酸的副产品,目前我国许多厂家用磷石膏替代天然石膏来生产水泥。水泥中磷的含量偏高会使凝结时间拖长,强度下降,因此,控制好水泥中磷的含量是非常重要的。当前,测定磷较多应用磷钼酸铵法,但该法的缺点是只适于5％以下的硫,对于磷含量低而高硫量的磷石膏来说,硫严重干扰磷的测定。 为此,本文研究了用硝酸钡作沉淀剂分离试样中的硫,以适应低含量磷的测定;多余的钡盐不影响磷的测定,且能满足磷石膏中磷含量的测定。     

硫铁矿还原磷石膏反应热力学分析

采用HSC Chemistry热力学软件对硫铁矿还原磷石膏工艺进行了相关计算,探索了反应分解温度、不同温度下物相组成,并与相同条件下的硫铁矿还原磷石膏实验结果进行了比较。XRD分析结果表明,硫铁矿还原分解磷石膏的主要产物为Ca2Fe2O5和CaO,热力学计算结果与实验结果一致,表明采用化学热力学平衡分析方法可作为硫铁矿还原磷石膏反应特性研究的指导性方法。     

杂质对磷石膏碳粉还原分解的影响研究

本文研究了以碳为还原剂的条件下,杂质对磷石膏分解过程的影响.利用热力学软件FactSage对石膏分解过程中体系的物相变化进行模拟计算,其理论结果表明CaS会影响CaSO4的分解.结合XRD表征技术及化学分析方法对通过热重和管式炉实验所得的分解产物进行分析,结果验证了磷石膏的还原分解反应受到CaS含量的影响.SiO2、Fe2O3会抑制CaS的产生,从而促进磷石膏的分解;Al2O3则会促进CaS的生成,进而抑制磷石膏的分解.     

激发时间对磷石膏免烧砖性能的影响

磷石膏排放量大,利用率低,资源化利用迫在眉睫。以磷石膏为原料,经激发预处理后与水泥混合制备磷石膏免烧砖,研究了激发时间对磷石膏免烧砖的吸水率、含水率、饱和系数、抗压强度和物相的影响,结果表明：随着激发时间的延长,磷石膏免烧砖的吸水率和含水率均呈上升趋势;抗压强度和饱和系数先增大后减小,在激发时间为4 h时,二者均达到最大,因此确定磷石膏的最佳激发时间为4 h。对激发4 h后的磷石膏进行了XRD分析,发现其主要成分为CaSO₄·2H₂O,但相比未处理的磷石膏其结晶度变差,有利于后续胶凝材料的致密性和强度的提高。将此磷石膏制备的免烧砖保养28 d后,其含水率、吸水率、饱和系数、抗压强度分别为9.87%、10.66%、1.046、19.01 MPa。     

磷石膏中有效磷的测定方法比较

分别用EDTA、中性柠檬酸铵两种萃取剂萃取并测定磷石膏中有效磷含量,通过比较,选择能够完全萃取磷石膏中有效磷的萃取剂——中性柠檬酸铵,用于磷石膏中有效磷的分析测定。     

磷石膏中可溶磷形态、分布及其对性能影响机制的研究

可溶磷是磷石膏中主要有毒杂质,采用ＤＳＣ,ＳＥＭ,原子吸收光９结晶永测定,结合宏观性能试验,对可溶磷分布、形态及其对性能影响进行了研究,结果表明：可溶磷主要颁估二永石膏品体表面,其含量随磷石膏粒度增加而增加,可溶磷降低二永石膏脱水温度和液相过饱和度,使二永石膏品体粗化,硬化体强度降低,磷石膏胶结材永化时,可溶磷转化为Ｃａ４（ＰＯ４）２沉淀,覆盖在半永石膏晶体表面,阻碍其溶解与永化,使其缓凝,不同２     

硫酸直接浸出磷石膏中稀土元素的研究

为弄清磷石膏（PG）中低含量稀土元素（REE）的浸出规律及磷石膏浸出后品质的改善情况，通过实验研究了用硫酸直接浸出磷石膏中REE的过程动力学及磷石膏物相的变化。研究结果发现，REE浸出率随浸出温度升高先降低后增加、随液固比增大不断增加、随硫酸浓度增大先增加后降低。在25℃下总浸出率较高，可达25%；其中La的浸出率最高，Pr的浸出率最低。REE浸出率在0～20 min内快速增加，随后趋于平缓，整个浸出过程动力学受灰层扩散控制。伴随着REE浸出的同时，石膏表面发生溶解，在溶液过饱和时重结晶形成脱水相的针状CaSO4细晶，而石膏的体相整体形貌变化较小，导致REE浸出率偏低。酸浸后样品粒径小于10μm的颗粒占14.90%，较原样增加了5.16%，磷石膏粒径变小、杂质减少。研究结果可为磷石膏的综合利用提供参考。     

磷石膏在低浓度硫酸中的溶解及相态变化

湿法磷酸生产过程副产大量磷石膏,因其含有较多杂质而无法直接利用,目前可采用硫酸酸浸处理提高磷石膏品质。为弄清酸浸过程中石膏的溶解性能和结晶形态的变化,本文探讨了在0～80 ℃、0～30%的硫酸浓度条件下,磷石膏在硫酸溶液中的溶解度大小、结晶形貌、物相组成及结晶水含量的变化情况。实验结果表明,磷石膏在硫酸溶液中的溶解度随温度升高而升高,在80 ℃时达最大;随浓度升高呈先升后降的变化,在硫酸浓度为10%时溶解度最大。硫酸浓度小于10%时,磷石膏中二水硫酸钙溶解,但无新相生成,其形貌变化不大;硫酸浓度大于10%时,二水硫酸钙溶解,同时再结晶转化成无水硫酸钙,最终导致磷石膏形貌和相态发生了改变,溶解度随硫酸浓度升高而降低。     

快烧对磷石膏脱水相组成及胶凝性能的影响

去除可溶磷杂质和脱水是利用磷石膏制备胶凝材料必需的处理过程。通过改变快烧温度和时间对磷石膏进行处理,分别测定快烧磷石膏可溶磷含量、脱水相组成和胶凝性能,并对几种典型快烧条件下的磷石膏矿物组成和形貌进行分析,同时与经水洗后150℃煅烧4 h制备的磷石膏胶凝材料进行对比。结果表明:快烧后磷石膏为Ca SO4·2H2O、Ca SO4·1/2H2O和Ⅲ、Ⅱ型Ca SO4组成的复相石膏体系,可溶磷杂质含量随快烧温度提高和时间延长明显降低;800℃快烧30 s得到的磷石膏胶凝材料强度最高,2 h抗压强度达到3.79 MPa;经快烧处理磷石膏的颗粒尺寸明显减小。800℃快烧30 s能有效降低磷石膏中可溶磷杂质含量,并获得较高强度的磷石膏胶凝材料;虽然相比水洗后煅烧工艺,快烧制备的磷石膏胶凝材料强度和可溶磷杂质去除率稍低,但快烧是一种具有竞争力的处理工艺。     

磷石膏制备陶瓷模用β-半水石膏及其表征

以磷石膏为原料,制备了陶瓷模用β-半水石膏粉,利用XRF、XRD和SEM等手段研究了预处理和煅烧工艺对磷石膏及β-半水石膏的化学成分、物相和形貌的影响,并测试了β-半水石膏的物理性能。结果表明:以磷石膏为原料制备陶瓷模用β-半水石膏粉在工艺上是可行性的,其物理性能可以达到陶瓷模用β-半水石膏粉合格品的指标,以适量的三聚磷酸钠作为缓凝剂可以改善其凝结过快的不足。     

渣场陈化磷石膏中游离酸的测定

磷石膏是湿法生产磷酸过程中的主要副产物，其中的游离酸(水溶性五氧化二磷)是影响其应用的重要因素。通过酸碱滴定法和重量法对磷石膏中的游离酸进行了测定。结果表明，重量法测定的结果具有更高的准确性。同时也表明贵州胜威凯洋化工有限公司渣场磷石膏中游离酸含量达到了国家排放标准，为磷石膏的综合利用提供了基础数据。     

磷石膏洗涤率测定方法的探讨

磷石膏洗涤率测定方法的探讨宋荣先（开封化肥厂硝酸磷肥分厂）我厂是以硝酸分解磷矿，以磷石膏的形式除钙的硝酸磷肥厂。自１９８６年开车以来，磷石膏洗涤率的测定一直沿用老厂在磷铵及磷酸生产中磷石膏洗涤率的测定方法。其数值是依据磷石膏水溶磷及磷矿石的氧化钙、酸...     

湿法磷酸体系磷石膏结晶过程与机理研究

湿法磷酸生产过程中硫酸钙结晶制约着磷石膏的品质,良好的硫酸钙结晶不仅能提高磷收率,还有利于磷石膏资源化利用。针对硫酸钙结晶调控问题,系统考察了在添加正辛醇条件下硫酸钙物相形貌随反应时间的变化规律,综合研究了磷石膏晶体结构变化和生长规律。结果表明,反应时间为7 h时磷石膏内残余总磷为0.36%,其中水溶性磷为0.18%,磷收率达到98.79%;磷石膏以（002）为主要晶面生长,结晶过程分为磷矿酸解、硫酸钙晶体颗粒长大、晶体破碎与二次结晶3个阶段,均匀的二水硫酸钙板条状结晶有助于提高磷石膏洗滤性能和洗涤效果。通过磷石膏结晶调控和变化过程研究,为湿法磷酸生产工艺参数选择和硫酸钙结晶过程调控提供参考和基础支撑。     

磷石膏无害化处理工艺技术研究

以石灰化学固化磷石膏的水溶磷及游离氟,并中和其中的H+,磷石膏无害化处理工艺条件为:磷石膏与石灰质量比200∶1,磷石膏含水率25%,反应温度30℃,反应时间60 min。该工艺条件下,磷石膏浸出液中磷及氟质量浓度均小于15 mg/L,达到国家排放标准。     

磷石膏的综合利用及其在建筑材料领域的应用研究进展

磷石膏是湿法制备磷肥工艺过程中的副产物,主要物相是CaSO₄·2H₂O。我国磷石膏产量居世界第一,综合利用率却不到50%,堆存量已达8亿吨,对生态环境造成了严重破坏,因此,探索磷石膏的有效利用途径已迫在眉睫。本文对磷石膏综合利用主要领域的研究现状进行了分析,其中磷石膏在化工领域的利用率仅有5%,在农业领域的利用率也只有2%,而建筑材料领域是目前磷石膏的主要应用领域。目前将磷石膏应用于水泥缓凝剂、石膏砌块和水泥砂浆已经实现了工业化;将磷石膏应用于胶凝材料和路基材料,由于浸出毒性的问题,并未大规模应用;将磷石膏用作填充剂则因为材料强度较低,仅仅停留于实验室探索阶段。最后展望了未来无害化利用磷石膏技术研究的发展趋势,以期为解决磷石膏的堆存问题提供参考。     

XRF测定磷石膏中磷、铁、铝、镁、硫、钾、钠、硅

XRF法测定磷石膏中磷、铁、铝、硫、钾、钠、硅时,克服了传统法耗时长、劳动强度大、所用试剂多的缺点,操作简便,测定结果与传统法一致,准确度高,精密度好,能满足生产工艺控制、磷石膏综合利用等磷石膏分析的需要。     

混合矿物材料处理含磷废水的研究

本文主要研究了天然矿物方解石和石膏的除磷效果及其影响因素,通过实验结果得出矿物的作用机理,并对研究成果的应用前景进行了适当的分析。研究结果表明:混合矿物的除磷性能远远好于方解石,方解石的除磷性能好于石膏;初始磷浓度越高,矿物的除磷效果越好;方解石:石膏=9:1时,混合矿物的除磷效果最佳;方解石的除磷效率随p H值的升高而提高,p H值对混合矿物的除磷性能影响则较小;矿物除磷的性能受粒径和温度影响较大,粒径越小,温度越高,除磷效率越高;重复使用可以略微地提高矿物的除磷效率,矿物的有效使用次数主要受石膏含量的控制。方解石作为磷酸钙晶体的结晶核心,石膏作为钙源提供Ca2+用于促进方解石的除磷作用。     

硫磺分解磷石膏制硫化钙工艺研究

研究了以硫磺为还原剂分解磷石膏得到硫化钙产物的方法。在热力学研究的基础上,考察了反应温度、反应时间、硫磺物质的量分数和二氧化硫物质的量分数对硫磺分解磷石膏的影响。通过实验得出优化工艺条件:反应温度为800℃、反应时间为2 h、硫磺(以S1计)物质的量分数为40%。在该条件下磷石膏的分解率达到98%以上。同时证明了二氧化硫对反应有明显的抑制作用。借助X射线衍射(XRD)对磷石膏分解产物进行物相解析,结果表明所得产物主要为硫化钙。