磷石膏改善氯氧镁水泥耐水性的可行性研究

探索磷石膏中含有的可溶性磷杂质改善氯氧镁水泥(MOC)耐水性的可行性。研究可溶性磷杂质含量及外加磷酸对MOC的抗压强度、耐水性的影响规律,并对硬化体的微观结构进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析。结果表明,磷石膏中可溶磷含量为0.136%,磷石膏可以改善MOC的耐水性,体系中可溶磷含量是影响耐水性的最重要因素。120%掺量磷石膏可使MOC的14 d和28 d软化系数分别达到0.81和0.64;80%磷石膏和1%磷酸复合使用时,MOC的28 d抗压强度为76.1 MPa,28 d软化系数达到0.92。可溶磷和磷酸在MOC中发生化学反应,通过阻止5相的溶解来提升耐水性。掺入磷石膏可以降低MOC的成本,为利用磷石膏提供了新途径。     

焙烧与生石灰改性对磷石膏中可溶磷含量的影响

磷石膏因含有可溶磷,限制了其在建材领域的应用。以生石灰作为改性剂,研究了不同生石灰/磷石膏质量比及不同焙烧温度下磷石膏中可溶磷含量的变化。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、酸碱度仪和激光粒度分析仪等仪器对焙烧前后磷石膏的物相组成、微观形貌、酸碱度和粒度分布等进行分析对比。结果表明：当焙烧温度为100~200℃时,磷石膏中的石膏全部转变为烧石膏,磷石膏晶体表面发生破损,导致可溶磷含量随着焙烧温度的升高而逐渐增加;由于生石灰能促进可溶磷转化为难溶物质,在加入改性剂生石灰焙烧后,磷石膏中可溶磷得到有效降低,且随生石灰用量的增加,可溶磷含量不断降低;通过对磷石膏改性焙烧,可获得可溶磷含量极低的磷石膏。这将为磷石膏的资源化利用提供新的指导。     

磷石膏可溶性磷回收试验研究

湿法磷酸生产过程会产生固体废弃物磷石膏,其含有大量可溶性残磷,造成磷资源浪费和水污染等问题。通过添加低成本钙源,以磷酸钙沉淀的形式回收磷石膏中的可溶性磷,并考察不同工艺条件对磷回收效率的影响。结果表明:在室温条件下,以CaO为固磷剂,最佳反应时间为10 min;最佳反应pH值为7.5,pH值的增加导致更多杂质的沉淀;最佳钙磷比(Ca/P质量比)为1.7,钙源添加过多造成CaSO₄沉淀;最佳初始磷质量浓度为700 mg/L,初始磷浓度会影响磷酸钙平衡常数。最佳反应条件下沉淀含磷量(以P₂O₅计)为33.5%,反应后磷回收率达到90.9%。扫描电镜和X射线衍射仪分析表明,以CaO为固磷剂时,回收的沉淀以羟基磷酸钙(HAP)为主,其他有害物质含量很低,产生的沉淀可直接作为磷矿资源回收再利用。     

磷石膏浮选脱硅试验研究

这是一篇矿物加工工程领域的论文。磷石膏是生产湿法磷酸时产生的副产物。目前,我国磷石膏每年新增排放量较大,存在环保和安全风险,严重制约了磷化工企业的可持续健康发展。针对四川磷石膏中二氧化硅含量高的问题,采用反浮选工艺进行了磷石膏脱硅实验研究。实验结果表明,在矿浆自然pH值为5.3,采用BK421B为捕收剂,通过“一粗一精一扫,中矿顺序返回”的反浮选工艺流程,可以获得产率为89.63%,二水硫酸钙品位为96.85%、SiO₂含量为1.85%,二水硫酸钙回收率96.72%的石膏精矿,取得了良好的选矿指标,为磷石膏的资源化利用提供了技术支持。     

磷石膏制备高强石膏工艺研究

采用"半液相法"以磷石膏为原料制备α高强石膏。考察了蒸压温度、蒸压时间、料浆质量分数以及转晶剂的种类、掺量对抗折强度和抗压强度的影响,得出了磷石膏制备α高强石膏的最佳工艺。结果表明:蒸压温度为140℃,蒸压时间3 h,制样质量分数66.7%,硫酸铝用量为0.1%,三元羧酸用量为0.05%(以磷石膏质量计算)时可制备出抗压强度为34.7 MPa的高强石膏,符合α高强石膏JC/T 2008-2010强度标准。     

磷石膏-碳铵-氨水球磨制备硫酸铵和碳酸钙

以磷石膏、碳酸氢铵和氨水为原料,采用球磨工艺制备硫酸铵和碳酸钙。通过正交试验设计,探索磷石膏球磨制备硫酸铵和碳酸钙的最佳工艺条件,采用XRF和XRD分析了2种产物的化学组成及物相组成,采用激光粒度仪和ICP分别测定了碳酸钙的粒度分布及有毒有害元素含量。结果表明,球磨制备硫酸铵和碳酸钙适宜的工艺条件为:液固比0.5,反应时间45 min,球料比3∶1,转速600r/min,反应的平均转化率达97.95%;硫酸铵产品质量达到了副产硫酸铵标准,碳酸钙中有毒有害元素的含量远低于土壤环境质量标准要求。磷石膏球磨制备硫酸铵和碳酸钙,实现了磷石膏的高效利用。     

磷石膏渣水热合成硫酸钙晶须的试验研究

利用工业废渣磷石膏作为主要原料,通过外掺少量纯天然石膏晶种形成复合体系,在聚四氟乙烯高压反应罐中采用水热压法合成硫酸钙晶须.运用控制变量法,研究了该复合体系在不同反应温度、反应时间、料浆质量分数、原料粒度条件下对合成的硫酸钙晶须形貌的影响.分别采用激光粒度分布仪(LSPSDA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的粒度分布、物相和形貌进行分析.结果表明:磷石膏水热合成硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:反应温度135℃、反应时间4h、料浆质量分数2.5％、原料粒度为45～ 80 μm.采用氯化镁为晶型助长剂,在此条件下可制备出晶型均匀、平均长径比75、平均直径0.5 μm半水硫酸钙晶须产品.     

湖北某低品质磷石膏浮选增白试验研究

磷石膏是湿法制磷酸工艺产生的固废,针对磷石膏品质差、白度低、难以资源化利用的问题,以湖北某磷石膏为例,运用XRD、SEM、显微镜等手段,系统地研究了其化学组成、矿物组成、微观形貌、嵌布粒度等工艺矿物学性质,并进行了提纯除杂试验。结果表明,试验用磷石膏中的主要矿物为二水硫酸钙,主要脉石矿物为石英,同时存在少量碳粒、有机质、水溶性磷氟。在煤油用量800 g/t、松醇油用量10 g/t条件下脱碳,1231用量100 g/t、MIBC用量300 g/t条件下脱硅,通过双反浮选—再磨再选流程处理,获得的磷石膏精矿纯度为97.28%、白度为58.15%,指标良好,品质满足国标一级品质量标准。该试验的成功为大宗、高附加值利用磷石膏固废指明了方向。     

磷石膏对水泥基复合充填料浆的影响及水化机理研究

为了提高矿山充填体的综合性能,采用尾砂和磷石膏制备水泥基复合充填料浆,分析了磷石膏与尾砂含量对坍落度、收缩率、强度、耐久性等指标的影响,依据微观试验和矿物成分结果对充填料浆的水化机理进行了研究.结果发现:采用磷石膏取代部分水泥有利于提高尾砂充填体的和易性指标,降低干燥收缩率;当磷石膏取代率为１５％时,全尾砂充填料浆的和易性、强度和耐久性均得到显著改良;利用磷石膏的化学活性可以促进胶凝材料的二次水化反应,同时增加充填料浆的密实度.研究成果对制备高性能的全尾砂水泥基复合充填体具有重要参考作用.     

磷石膏膏体充填材料强度优化配比试验研究

为研究贵州开磷矿业总公司采用磷石膏和黄磷渣胶结充填采空区的可行性, 在实验室测试了磷石膏及黄磷渣的主要物理化学性质, 制备了不同浓度不同配比的充填料浆, 并测试其坍落度、泌水率和不同龄期的单轴抗压强度。采用正交试验设计优化磷石膏膏体配比, 并采用Mathematica对强度数据进行拟合, 得出本次试验的最优结果为;磷石膏膏体充填料的最优质量比为黄磷渣∶磷石膏=1∶4, 添加CaO质量为5%, 磷石膏膏体质量浓度为67%~68%。在该配比条件下, 磷石膏膏体充填体28 d单轴抗压强度为2.15~3.42 MPa, 可满足矿山安全生产需求, 并显著降低料浆泌水率。     

海底磷钙土湿法制备磷酸的研究

海底磷钙土储量丰富,是陆上磷矿石的潜在替代品,为了综合利用海洋资源,对其的深入研究具有重要意义。CLD04样品(海底磷钙土)的反应活性为99 90%,抗阻缓系数为-0 76,其反应性比陆地磷灰石好;以CLD04样品为原料湿法制备磷酸的工艺条件试验表明,在反应温度为65±2℃、反应时间为6 5h、液固比为2 5∶1、搅拌转速为350r/min、成品粗磷酸浓度为25%～28 0%、H2SO4过量3 0%条件下,CLD04样品的分解率、P2O5转化率、P2O5回收率及磷石膏的结晶粒度和形态较为理想。     

云南某磷酸工业副产石膏提纯试验研究

针对云南某大型磷化工湿法磷酸副产石膏,研究了磷石膏的浮选提纯工艺技术。研究表明,在矿浆pH=1.3,捕收剂YP8-2用量为0.3kg/t时,通过全粒级“一粗二精一扫”正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为97.63%,回收率为94.72%的选矿指标;通过分级“一粗一精一扫”的正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为98.92%,回收率为98.19%的选矿指标。该磷酸工业副产石膏提纯试验研究结果,为磷石膏资源的高值化利用提供预处理技术。     

中国磷石膏资源化综合利用研究进展

湿法磷酸工业副产物磷石膏含有可溶磷、氟,各种盐类,重金属及有机物等杂质,难于利用。巨量磷石膏的堆存,既侵占大量土地,又污染周边水、土和大气,破坏生态环境,同时严重阻碍磷化工的可持续发展,亟待开展好并大力推进磷石膏的减量化、资源化利用。介绍了我国磷石膏的产排量及分布,分析了近几年磷石膏的利用途径、利用量以及利用率,讨论了磷石膏在水泥、建材、农业及化肥行业等领域的应用研究及产业开发等,最后展望了磷石膏的资源化综合利用发展方向。      

矿物解离分析系统在磷石膏工艺矿物学研究中的应用

首次采用矿物解离分析系统(MLA),对湖北某工业磷石膏的化学组成、矿物组成、主要矿物颗粒形貌与嵌部特征、矿物解离度、有害元素赋存状态等方面进行了系统的工艺矿物学的探索研究,为磷石膏的资源化利用提供参考。研究表明：该磷石膏中,含量最高的为氧、钙、硫和硅元素,若要提高样品的白度,需要去除磷石膏中的致色杂质元素铁、钛。该磷石膏中矿物组成比较简单,石膏矿物含量满足GB/T 23456-2009 《磷石膏》中一级磷石膏的标准（≥85%）,其次含有少量的石英、钾长石、绿泥石、含铁铝硅酸盐、褐铁矿和黄铁矿等矿物。该磷石膏中的杂质磷主要分布在磷灰石和五氧化二磷中,深度脱磷需要水洗与酸洗相结合。     

黄磷电尘灰中镓的加压酸浸试验研究

对黄磷电尘灰中的镓进行了加压硫酸浸出的研究,重点考察了硫酸质量浓度、液固比、反应温度、浸出时间对浸出效果的影响,实验结果表明在较优工艺条件下,镓的浸出率为97.14%,SiO2截留率为97.75%,氟的浸出率仅为2.73%,实现了镓的选择性浸出和酸浸液沉硅脱氟的综合效果,浸出矿浆过滤性能良好。镓的提取效果与硅胶的形成情况密切相关,高温条件有利于酸浸液中可溶性硅转化成晶态SiO2及维持高的镓浸出率。     

醇-无氯盐体系磷石膏制备α-半水石膏的研究

为解决醇水法以磷石膏为原料制备α-半水石膏醇耗量大、反应时间长等问题,采用丙三醇、硝酸锌、硫酸钾的醇盐反应体系,以N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH792)为改变晶体形貌的偶联剂,制备α-CaSO_4·0.5H_2O。试验所得较优工艺条件为:液固比5∶1,温度105℃,醇水比25%,硝酸锌掺量25%,硫酸钾掺量3%,溶液p H值6,反应时间4 h,KH792掺量0.5%。醇盐体系中掺入3%硫酸钾有效缩短了脱水反应时间,掺入0.5%KH792使晶体从长柱状体变为片状或多孔柱状体,有效促进了晶体的二次发育。     

磷石膏综合利用背景下的环境影响研究现状

磷石膏是湿法制磷酸产生的一种工业固体废弃物。虽然磷石膏利用率逐年上升,但是消耗量有限,现阶段依然以堆存的方式来处理,不仅会侵占土地资源,还会造成严重的环境污染。本文综述了国内磷石膏的排放和综合利用现状,分析了磷石膏堆存过程中对环境的影响,主要表现在：(1)氟化氢气体、放射性核素、纳米颗粒吸附重金属元素以及温室效应等引起的大气环境影响;(2)水体酸碱度变化、水体重金属含量异常、浮游植物的生存环境和海洋磷循环失衡;(3)土壤酸碱度变化和土壤重金属元素含量异常造成的土壤环境影响。基于资源节约与环保的原则,考虑现阶段磷石膏综合利用和处理现状,磷石膏处置方式的技术革新、磷石膏堆场污染物排放的监测与评价、磷石膏堆场环境毒理学效应的研究是今后的研究重点。