磷石膏水洗净化试验及工艺

1磷石膏杂质含量对其应用性能的影响磷石膏与天然石膏相比含有较多杂质,这些杂质的存在对其应用性能造成了有害影响。磷石膏中磷分为可溶性磷和非可溶性磷;对石膏制品造成影响的主要是可溶性磷和共晶体磷。氟以可溶氟(NaF)与CaF2、Na2SIF6等难溶氟形态存在;对石膏制品造成影响的主要是可溶氟。磷石膏中钾、钠主要以碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟化物等可溶盐形式存在;磷石膏制品受潮时,钾、钠离子沿硬化体孔隙迁移至表面,水分蒸发后在表面析晶,使制品表面产生起霜和粉化现象。磷、氟影响石膏制品的凝结时间和强度,钾、钠过高会出现纸面石膏板生产中不粘纸现象。本试验采取水洗处理方法,去除磷石膏中杂质,从而使磷石膏能广泛用于纸面石膏板、石膏砌块等建材产品的生产。     

磷石膏品质对过硫磷石膏矿渣水泥浆性能影响研究

研究了磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟对过硫磷石膏矿渣水泥浆物理性能的影响规律,通过添加钢渣粉对磷石膏进行改性,并对钢渣粉的改善机理进行了初步探讨。结果表明,磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量对过硫磷石膏矿渣水泥浆的凝结时间和胶砂强度影响显著。磷石膏经过适量的钢渣粉预处理可以缩短水泥浆凝结时间并提高其早期强度。因此,合理控制磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量并采用钢渣粉进行预处理,可以制备凝结时间较短,早期强度较高的过硫磷石膏矿渣水泥浆。     

蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

通过分析磷石膏蒸压后样品的物相组成、相对结晶度、烘干抗压强度、微观形貌,研究了蒸压温度、保温时间、液固比、杂质等因素对磷石膏蒸压制备α-半水石膏的影响。结果表明:磷石膏蒸压后所得样品的烘干抗压强度与α-半水石膏晶体的相对结晶度呈正相关关系;在蒸压温度为130℃、保温时间为3~5 h、液固质量比为0.25条件下,所得α-半水石膏的相对结晶度高、烘干抗压强度大、晶体微观形貌完整且长径比小;磷石膏中的杂质会对蒸压样品的力学强度产生影响,将磷石膏水洗处理后,在蒸压温度为130℃、保温时间为3 h、液固质量比为0.25条件下,可制得2 h抗折强度为7.3 MPa、烘干抗压强度为32.8 MPa的α-半水石膏,该α-半水石膏符合JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α30强度等级的要求。     

EDTA对加压水热法制备α-半水磷石膏的影响

磷石膏因含磷、氟、有机物等杂质导致其特性与天然石膏及脱硫石膏有很大差异,使其利用成为技术难题.为探索磷石膏资源化途径,本实验采用加压水热法制备α-半水磷石膏,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)对磷石膏脱水反应、α-半水磷石膏晶体形貌的影响及其机理.结果表明:掺加EDTA可降低磷石膏脱水速率,且速率降低程度与EDTA掺量密切相关,掺量为0.4～1.0％时脱水速率降低显著;掺加EDTA影响α-半水磷石膏晶体形貌,使其由针状转变为短柱状,但对其晶型没有影响;控制EDTA掺量为0.40％和pH =7可制备长径比为1.5:1的短柱状α-半水磷石膏晶体.     

石灰粉煤灰改性磷石膏做水泥调凝剂的研究

采用石灰、粉煤灰复合改性磷石膏的方法制备出水泥调凝剂。结果表明：该方法可有效固结磷石膏中有害杂质可溶磷、可溶氟；对于可溶磷、氟含量较高的磷石膏，必须经过改性后方可使用，改性后的磷石膏可取代天然石膏，在保证水泥性能的前提下，可节省熟料，降低成本。     

可溶磷对常压水热法制备高强α-半水石膏的影响

研究了水热CaCl₂溶液中可溶磷对CaSO₄·2H₂O脱水形成α-半水石膏相以及晶形调控的影响,并从高强α-半水石膏相的晶体生长角度探讨了可溶磷的作用机理。结果表明:在98℃ 24%的水热CaCl₂溶液中,pH 的大小是决定二水石膏能否发生脱水相变反应形成α-半水石膏的主要因素;当pH不超过2.0时,可以得到针状的α-半水石膏,加入多元羧酸类媒晶剂NS后,可以得到长径比0.5～3.0的短柱状高强α-半水石膏,抗压强度超过20 MPa;可溶磷的存在可以降低体系的pH,增大α-半水石膏的过饱和度,降低晶体与液相界面的表面自由能,有利于α-HH相的形成;另一方面,酸根离子会影响到α-HH的结晶习性,减弱羧酸类媒晶剂的吸附效果。     

磷石膏制备α半水石膏的试验研究

磷石膏中杂质的存在导致其特性与天然石膏,脱硫石膏有很大区别,本实验采用“干闷法”研究磷石膏制备α半水石膏的工艺条件,实现磷石膏资源化利用.通过预处理外加剂掺量、不同制样水灰比和转晶剂掺量来观察并研究探讨α半石膏晶体的结构以及力学性能.结果表明:制样水灰比为0.4,预处理剂掺量是1.5％,转晶剂掺量0.06％时效果最好.     

煅烧和蒸养预处理对磷石膏中水溶性杂质去除效果的对比研究

将磷石膏采用不同温度煅烧和蒸养的方式进行预处理,通过测定各种不同预处理磷石膏中可溶磷、可溶氟的含量,对比研究不同预处理方式对磷石膏水溶性杂质的去除效果;并通过XRD、SEM分析不同预处理磷石膏的矿物组成及微观结构。     

转晶剂对不同工业石膏制备α-半水石膏的影响

磷石膏和脱硫石膏是堆存量最大的工业固废石膏,将其转化为半水石膏作为建筑胶凝材料是最主要的资源化利用途径。采用蒸压法制备α-半水石膏,以磷石膏和脱硫石膏为原料,天然石膏作为对照组,探究了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、硫酸铝[Al2(SO4)3]、复合转晶剂CM（硫酸铝、柠檬酸钠）对α-半水石膏晶体形貌的调控作用及其强度的影响。结果表明,于135℃下蒸压5 h,3种石膏均能稳定制备α-半水石膏,3种转晶剂对于半水石膏物相组成无影响,同时0.4%（质量分数）CM能够有效降低晶体的长径比;通过t检验法检测,转晶剂对脱硫石膏、天然石膏制备的α-半水石膏的抗压强度有显著性增强作用,α-半水石膏的抗压强度增加2倍以上,分别为13.59 MPa和17.45 MPa。而转晶剂对以磷石膏为原料制备的α-半水石膏的强度没有明显作用。脱硫石膏和天然石膏在0.4%CM的调控下晶体长径比降低,抗压、抗折强度显著提升,而磷石膏由于其杂质影响,转晶剂的作用效果不明显,研究结果可为工业石膏的工业化生产提供一定的理论指导。     

以磷石膏为原料在反相微乳液体系中制备α型半水石膏及晶体调控

试验以磷石膏为原料,在以正己醇/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/水构成的反相微乳液体系中制备α型半水石膏,并通过改变CTAB与水的比例(表水比)对晶体微观形貌进行调控,研究了反应温度、反应时间对磷石膏的脱水转化过程以及表水比对所得α型半水石膏晶体微观形貌的影响.结果表明,反相微乳液中磷石膏转化为α型半水石膏的过程需要一定的转化时间,且转晶速率与反应温度成正比.当反应温度为105℃、表水比为1.5时,磷石膏中的二水石膏5h即可完成向α型半水石膏的转化;α型半水石膏晶体尺寸随表水比的增大而减小,表水比从0.5增加到4.5的过程中,α型半水石膏的晶体平均长度由40μm降低至25μm,平均直径由6μm降低至500 nm.     

磷石膏预处理及利用

磷石膏是磷工业的副产物,其中含有磷、氟和有机物等杂质,杂质影响磷石膏的综合利用,需对磷石膏进行预处理。综述了磷石膏用于建筑材料、制硫酸联产水泥等一些常用的资源化方式及磷石膏制取的方法。     

磷石膏中共晶磷对水泥性能影响探究

磷石膏中有害杂质是影响利用率的主要原因,共晶磷是是磷石膏中仅次于可溶磷的有害杂质,大大影响了磷石膏的应用性能,本文围绕磷石膏中共晶磷对水泥性能影响开展试验,研究共晶磷对水泥性能影响情况,以期对磷石膏中共晶磷的影响有更全面和准确的认识。     

微波辐照下丁二酸对磷石膏制备半水石膏的影响

微波辐照下使用磷石膏制备半水石膏,通过分析固相产物结晶水含量、化学成分及晶体微观形貌来研究半水石膏随转晶剂掺量及反应时间的变化规律.研究表明:微波辐照下以磷石膏为原料制备半水石膏,在无转晶剂及单掺丁二酸转晶剂两种情况下,磷石膏主要成分二水硫酸钙向半水硫酸钙晶体的转化率随时间均呈先增大后减小的趋势;无转晶剂时,转化率在60 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比为21;掺入丁二酸(质量分数为0.02％)时,转化率在90 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比减小至1.5,且随着丁二酸掺量的增加,对半水硫酸钙晶体微观形貌的调控作用不断增强,晶体的长径比不断减小;EDS能谱及傅里叶红外光谱分析表明,微波辐照下丁二酸应该是通过改变半水石膏晶体比表面自由能的方式调控半水石膏晶体的生长.     

不同预处理工艺对磷石膏性能的影响

为研究不同预处理工艺对磷石膏性能的影响,通过X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、热重分析等手段表征磷石膏化学组分、微观形貌、晶型等特征,然后分别用普通煅烧法、微波煅烧法、水洗法、球磨法工艺对原状磷石膏进行力学性能、工作性能、凝结时间及需水量等指标的对比研究。结果表明：普通煅烧法、水洗法对可溶性五氧化二磷、氟类和有机质等杂质去除效果明显;微波煅烧法时间短,只需20 min左右;球磨法能细化颗粒,处理时间在20 min左右最佳。通过预处理制备的磷石膏物理化学特性都得到很大改善,抗压、抗折强度均优于GB/T 9776—2008《建筑石膏》指标,具有巨大的应用前景。     

磷石膏中杂质种类及除杂方法研究综述

磷石膏是湿法磷酸生产中的副产物之一.本文介绍了磷石膏中所包含杂质的种类和影响.杂质可划分为磷杂质,氟杂质,有机物杂质和其他杂质;磷杂质会降低晶体间的结合力,阻碍磷石膏的转化,同时会降低磷石膏在建筑中的水化率,氟杂质可加快建筑石膏的凝结速度,使得二水石膏晶体粗化,有机物杂质使磷石膏胶结材料需水量增加,其他杂质会对人身体和环境造成破坏.以及介绍了不同杂质的除去方法,化学法、物理法、热处理法.并归纳了主要方法的优缺点.     

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。     

利用不同磷石膏制备α型半水石膏的研究

在对磷石膏的化学组成、晶体形貌等分析比较的基础上,研究了不同磷石膏制备的α型半水石膏物化性能及晶体形貌的差异。结果表明,以云南、贵州磷石膏为原料,用水热法制备的α型半水石膏在晶体长径比和凝结时间、标稠、强度等性能上存在较大差异;用贵州磷石膏制备的α型半水石膏强度高,满足JC/T 2038-2010《α型高强石膏》中等级α_(40)的性能要求;而云南磷石膏晶体较小、含杂多、颗粒级配差,所制备的α型半水石膏强度偏低。     

磷石膏预处理工艺综述

综合利用湿法磷酸副产物对治理环境和资源循环利用具有重大意义,磷石膏中的可溶性P2O5、氟、有机物等杂质影响磷石膏的利用。介绍国内外对磷石膏进行预处理的各种方法。     

磷石膏中主要杂质对转晶制备的α高强石膏物理性能的影响

以渣场水洗净化后磷石膏为原料,采用蒸压法制备α高强石膏,通过单因素实验研究磷石膏中H₃PO₄、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、Ca₃(PO₄)₂、F^-和有机质对转晶制备的α高强石膏物理性能的影响。结果表明,不同形态磷中,H₃PO₄对α高强石膏的影响最大,其含量越高,α高强石膏凝结时间越长、比表面积越大、标准稠度越大、抗折强度和抗压强度越低、晶体粒径越小;F^-对α高强石膏的凝结时间、抗折强度和抗压强度影响显著,水洗净化后磷石膏中w(F^-) 增加至0.050%,初凝时间缩短65%、终凝时间缩短60%,强度等级由JC/T 2038—2010 α50等级降至α30等级;有机质对α高强石膏的各指标及晶体形貌影响较小。     

蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

通过分析磷石膏蒸压后样品的物相组成、相对结晶度、烘干抗压强度、微观形貌,研究了蒸压温度、保温时间、液固比、杂质等因素对磷石膏蒸压制备α-半水石膏的影响。结果表明：磷石膏蒸压后所得样品的烘干抗压强度与α-半水石膏晶体的相对结晶度呈正相关关系;在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3~5 h、液固质量比为0.25条件下,所得α-半水石膏的相对结晶度高、烘干抗压强度大、晶体微观形貌完整且长径比小;磷石膏中的杂质会对蒸压样品的力学强度产生影响,将磷石膏水洗处理后,在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3 h、液固质量比为0.25条件下,可制得2 h抗折强度为7.3 MPa、烘干抗压强度为32.8 MPa的α-半水石膏,该α-半水石膏符合JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α30强度等级的要求。