氧化钙对磷石膏中可溶磷和可溶氟固化性能的影响

磷石膏是湿法磷酸过程产生的大宗固废(主要成分为CaSO₄·2H₂O),针对磷石膏堆场中可溶磷和可溶氟的迁移对周边环境造成一定程度污染的问题,采用氧化钙固化磷石膏中的可溶磷和氟,利用响应曲面优化可溶磷、氟固化工艺参数,通过溶液化学计算、SEM和XRD分析可溶磷和可溶氟固化机理及沉淀产物微观结构和物相组成。响应曲面分析表明,各因素对可溶磷和可溶氟的固化率存在一定交互作用,其中CaO用量影响最为显著,各因素对固化率的影响次序为：CaO用量>液固比>反应时间,经优化后的工艺条件为：CaO用量3.30%(质量分数),液固比1.90,反应时间110 min,可溶磷和可溶氟的固化率分别为98.6%和99.7%。溶液化学计算结果表明固化过程中可溶氟优先可溶磷生成沉淀。SEM及XRD分析结果表明可溶磷主要以CaHPO₄·2H₂O的形式析出,可溶氟则主要以CaF₂形式析出。     

磷石膏中有机物的测定及其对水泥性能的影响

为提高磷石膏在水泥中的有效利用,分析磷石膏对水泥性能的影响,采用红外吸收光谱、色质联谱等测试手段对磷石膏中有机物进行定性和定量分析,并研究有机物对水泥性能的影响。结果表明,磷石膏中有机物为乙二醇甲醚乙酸酯、异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-1,3-二氧戊烷。有机物主要以物理吸附形式分布在石膏晶体表面,含量约为0.1%～0.2%。它使水泥凝结时间延长,强度降低,尤其是28天抗压强度有较大的下降,通过浮选处理可清除。     

共晶磷对石膏性能的影响及其作用机理

共晶磷是磷石膏中仅次于可溶磷的有害杂质,影响了磷石膏的应用性能。采用分析纯模拟共晶磷的生成条件制取共晶磷含量较高的石膏样品,经煅烧成半水石膏后加入到天然建筑石膏中,进行物理力学性能试验,并利用扫描电镜、原子吸收光谱、红外吸收光谱结合化学分析的手段,研究了共晶磷对石膏性能的影响及其作用机理。结果表明:共晶磷明显降低了建筑石膏的水化率,使二水石膏析晶过饱和度降低,晶体粗化,结构疏松,硬化体强度降低。在二水石膏煅烧成半水石膏的过程中共晶磷并没有发生变化,仍存在于石膏晶格中;在建筑石膏水化过程中,共晶磷从晶格中溶出,变成可溶性磷HPO42-溶解在浆体中,HPO42-电离出H+和PO43-,其中PO43-又迅速与溶液中大量存在的Ca2+结合,转变为难溶性Ca3(PO4)2覆盖在晶体表面,阻碍了石膏的进一步水化,从而导致硬化体强度降低,而富余的H+则导致了浆体pH值的降低。     

磷石膏转化为建筑石膏可能性研究

以磷酸厂的废渣磷石膏为原料,通过化学成分分析、磷石膏炒制、对比研究等实验,探讨了其转化为建筑石膏的可能性,并用差热分析、扫描电镜等现代测试方法,对试验样品进行了分析与验证,确定了磷石膏的最佳炒制工艺参数。     

磷石膏中硫酸钙含量测定的方法

采用EDTA络合滴定法和重量法分别测定了磷石膏中硫酸钙的含量.研究表明EDTA络合滴定法由于滴定过程中颜色难以准确判断,致使分析结果误差较大.采用重量法分析磷石膏硫酸钙含量时,由于其中的硫酸钙在水中的溶解不完全,使分析结果明显偏低.为此,对重量法进行了改进,即在添加蒸馏水溶解硫酸钙时同时添加适量的盐酸并加热,使磷石膏中的硫酸钙溶解性大大提高,进而提高了重量法分析磷石膏硫酸钙含量的精确性与准确性.结果表明改进后的重量法适于分析磷石膏中硫酸钙含量.     

镉在磷石膏中夹带的研究

由于镉在磷石膏中夹带，给磷石膏的处理带来了镉污染问题。根据清江工艺要求，利用连续全混结晶器，在磷酸和硫酸混合水溶液中，研究磷石膏结晶过程中镉离子夹带的现象，发现镉离子在硫酸钙中的夹带属于同晶夹带和晶隙夹带，其在固液两相之间的分配系数约为：0.2-1.0。分配系数和液相中钙离子的浓度成反比。尽管钙离子和镉离子在性质上相似，认为仍可以通过改变结晶的操作条件，从根本上解决这个问题。     

由磷石膏和氯化钾制取农用硫酸钾

由本工作详细研究了在氨水存在下,由磷石膏和氯化钾反应制取农用硫酸钾的过程,进行了各种条件的试验。在氨的存在下,用氨水作为反应液相,实验条件为低温常压,溶液中氨水浓度控制在35％左右,溶液中高浓度的氨改变了硫酸钾和石膏以及其他盐类的溶解度,硫酸钾的溶解度明显下降,使硫酸钾优先沉淀下来,分离后即得硫酸钾产品,该产品的物相组成,经X衍射分析证明为K_2SO_4。     

磷石膏制建筑石膏的试验研究

磷石膏的无控排放已对环境造成了严重污染,也形成了大量的资源浪费,资源化利用是解决其问题的根本途径。作者分别探讨了煅烧温度、煅烧时间、粉磨时间及生石灰添加量对磷石膏制备建筑石膏性能的影响,结果表明:随着煅烧温度的升高及煅烧时间的延长,由磷石膏制得的建筑石膏力学性能出现先增后降的趋势,在150℃条件下煅烧1.5h得到的建筑石膏性能最好,2h抗折强度1.90 MPa,2h抗压强度3.98 MPa,初凝时间为9 min,终凝时间为13min;将磷石膏粉磨3min,比表面积为306.3m2/kg,经煅烧制得的建筑石膏标准稠度为68%,2h抗折和抗压强度分别可达到2.39 MPa和5.47 MPa。使用0.4%生石灰对磷石膏进行改性后制得的建筑石膏的pH值为4.26,各项技术指标均达到GB/T 9776—2008《建筑石膏》中优等品的要求。     

磷石膏制备硫酸铵的工艺

为了降低磷石膏生产造成的环境污染及资源浪费,利用磷石膏与氨水、二氧化碳的反应,制备出硫酸铵.用单因素试验法研究了氨碳摩尔比、液固摩尔比、反应时间、加入批次4个因素对磷石膏中硫酸钙转化率的影响,并得到了优化工艺参数.在室温条件下(25℃),工艺条件是氨碳摩尔比为1.15∶1,反应时间为1.5h,液固摩尔比为2.5∶1,加入批次为3次.结果表明,在优化工艺条件下磷石膏中硫酸钙最大转化率可达到99.08%,硫酸铵中氮质量含量(干基)可达到国家标准一等品指标,游离酸(硫酸)可达合格品指标.用磷石膏生产硫酸铵,不仅解决了磷石膏堆放造成的环境问题,同时也实现了硫资源的循环利用,具有潜在的社会效益和经济效益.     

磷石膏预处理工艺研究

经济、有效的预处理是磷石膏建材资源化的关键。系统研究了水洗、石灰中和、球磨、浮选、筛分以及煅烧等预处理工艺,分析了不同预处理工艺的效果,存在的问题及其可行性。提出了磷石膏建材资源化的预处理原则。磷石膏年利用量超过１０万吨,推荐采用水洗工艺,否则拟采用石灰中和球磨工艺。     

磷石膏颗粒级配、结构与性能研究

磷石膏的颗粒级配、结构是影响性能的重要因素.采用筛分、沉降天平分析、SEM显微结构分析,研究了磷石膏颗粒级配与二水石膏晶体形貌,测定了不同形态磷与有机物等杂质在磷石膏中分布.分析、测试了磷石膏胶结材的结构与性能.结果表明磷石膏的颗粒级配、形貌与天然石膏存在明显差异,它的颗粒级配成正态分布,二水石膏晶体粗大、均匀,以板状为主,其尺度比天然二水石膏晶体粗大.可溶磷与有机物覆盖于二水石膏晶体表面,其含量随磷石膏粒度增加而增加.粉磨使磷石膏颗粒形貌多样化,并改善颗粒级配,降低其胶结材需水量,使硬化体结构趋于密实,强度得以提高.磷石膏经过中和、粉磨预处理可制备出优等品建筑石膏.     

磷石膏改性及其在高分子材料中的应用

磷石膏的综合利用不仅能解决磷石膏的堆放问题而且还能解决环境污染的问题. 磷石膏改性及其在高分子材料的应用是当前研究热点之一. 本文介绍了磷石膏预处理包括超声改性、有机改性及聚合物接枝改性等;探讨了磷石膏/高分子复合材料的制备方法,有熔融共混、溶液原位聚合、热压成型及本体聚合;讨论了磷石膏/高分子复合材料的结构、力学性能、结晶性能、导电性能及吸湿性能;最后对复合材料的应用前景及发展方向进行了展望. 磷石膏在高分子材料中应用研究将成为解决磷石膏问题的有效途径之一.     

磷石膏改性及其作水泥缓凝剂研究

对磷石膏的化学组成、矿物结构及其直接应用于水泥的危害作了详尽分析，对原状磷石膏进行了改性和在水泥中的应用研究，表明改性磷石膏是一种良好的天然石膏替代品，并提出了改性磷石膏产品的制备及工艺流程。     

湖北某磷石膏堆场渗滤液产生量的预测分析

通过对湖北楚星磷石膏堆场2021-2030年渗滤液产量进行预测,来指导建造渗滤液收集设施以及提出渗滤液污染防治措施。采用渣场水平衡计算模型,对渣场2021-2030年期间的降水量、干基磷石膏含水量、沉降挤出水量、蒸发量和孔隙截留水量进行计算。结果表明:渗滤液产生量主要受沉降挤出水量影响,在渣场运行初期2021-2022年间由于沉降挤压水量由最初的16万立方米减少了30%,使得渗滤液产生量较少。之后2023-2030年内沉降挤压水量平均每年增加18%,渗滤液产生量平均每年增加23%。该结论对后续渗滤液收集处理奠定了基础。     

Effect of Sodium Hydroxide on the Properties of Phosphogypsum based Cement

The effect of sodium hydroxide (NaOH) amount on phosphogypsum based cement was investigated. The mechanical performances and hydration mechanism of the phosphogyp- sum-based cement with different proportions of NaOH and steel slag were analyzed based on setting time, volume stability, strength test, XRD and SEM analyses. The experimental results show that, NaOH as an alkali activator significantly reduces the cement setting time and improves the cement early strength. But the acceleration of hydration proce...     

利用磷石制造建筑石膏的研究

通过水洗净化法、石灰水中和法、生石灰中和法等多种方法对磷石膏加以处理,试图探讨不经水洗制造性能良好的建筑石膏的途径,研究结果表明,生石灰中和法工艺简单,可制成一级建筑石膏。     

高掺量磷石膏基复合胶凝材料耐水性能研究

将不同温度煅烧预处理磷石膏,与粉煤灰、石灰、普通硅酸盐水泥、外加剂等以不同配比混合制备高掺量磷石膏基复合胶凝材料。在研究其物理性能和强度的同时,重点通过软化系数、动水溶蚀率、静水溶蚀率等耐水性评价指标研究胶凝材料的耐水性。实验结果表明:随着煅烧温度的升高,磷石膏基复合胶凝材料的强度和耐水性能有提高的趋势;磷石膏掺量由80%增加到90%,对应复合胶凝材料的软化系数、动水溶蚀率等指标变差,对静水溶蚀率影响不大。     

磷石膏二灰稳定锰渣基层材料的研究

对锰渣作路面基层材料进行试验研究。研究结果表明 :石灰粉煤灰稳定锰渣 7d强度可达 1.15 MPa,满足高速以及一级公路石灰粉煤灰稳定类基层强度要求 ;磷石膏对石灰粉煤灰稳定锰渣的早期强度具有显著的增强作用。