磷石膏在建材业上的资源化利用VIP专享VIP免费

2011年l2月第6期兴义民族师范学院学报Dec．2011JournalofXingyiNormalUniversityforNationalitiesNo．6磷石膏在建材业上的资源化利用张垠(兴义民族师范学院，贵州兴义562400)摘要：总结国内近年来磷石膏在建材业上的资源化综合利用现状，介绍磷石膏在水泥缓凝剂、磷石膏粉、磷石膏砌块、磷石膏砖等方面的应用，并对磷石膏的利用提出几点建议。关键词：磷石膏；水泥缓凝剂；磷石膏砌块；磷石膏砖文章编号：1009--0673(2011】06_—0100__o5中图分类号：TQ177．3文献标识码：BResourceutilizationofphosphorusgypsuminbuildingmaterialsindustryZHANGYin(XingyiNormalUniversityforNationalities，Xingyi，Guizhou562400，China)Article：Tosummarizethedomesticresourcecomprehensiveutilizationofphosphorusgypsuminbuildingmaterialsindustryinrecentyears；mainlyintroducetheapplicationofthephosphorusgypsumincementretarder，phosphorusgypsumpowder，andphos-phorusgypsumbrickThenputforwardsomesuggestionsontheapplicationofphosphorgypsum．Keywords：phosphorusgypsum；cementretarder；phosphorusgypsumpowder；phosphorusgypsumbrick一、前言磷石膏是用硫酸与磷矿石作用，湿法生产磷酸时所得的副产品[11。CasF(P04)3+5H2S04+5nH203H~PO4+5CaSO4。nH2O+HF通常每生产1吨P20约排放5吨磷石膏[21。2010年，世界磷石膏年排放量达2．8亿吨，目前我国存量已超过数亿吨，贵州省磷石膏的历年堆存量达4000万吨，且正以每年800万吨的数量急剧增加，占工业副产固体废弃物的70％以上，磷石膏的产生量也将随着高浓度磷复肥产量的提高而大幅度增加。由于磷石膏含水量高，同时含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害杂质，影响磷石膏的综合利用。如果任意排放会造成环境污染，而设置堆场，不仅占地多、投资大、堆渣费用高，而且对堆场的地质条件要求高。据测算，一个年产重钙(重过磷酸钙)80万吨项目，年排放磷石膏渣达186万吨，堆场投资估算达9000万元，堆场年经营费近1000万元，占地达70万平方米，相当于全厂占地面积的一半，即使如此，堆场容量仍未达到合理要求。目前，全国湿法生产磷酸生产能力约546万吨，每年的磷石膏废渣量在2500～3000万吨(干基)，占地达2000公顷，仅渣场投资估算达l0亿元。磷石膏长期堆积还会引起地表水及地下水的污染，从环保和技术安全角度看，磷石膏废弃物综合利用已迫在眉睫。而随着国民经济的高速发展，收稿日期：2011一l0—27作者简介：张垠(1977一)，男，贵州贞丰人，兴义民族师范学院化生系教师，工学硕士，主要从事无机非金属材料研究。·100·万方数据2011年张垠磷石膏在建材业上的资源化利用第6期建筑行业需要大量的建筑材料，而磷石膏可作为重要的建筑材料[31，为磷石膏的大量利用带来机遇。二、磷石膏的化学组成及物相分析1．磷石膏的化学组成各个生产厂家生产条件不一样，磷石膏的成分有一定波动。磷石膏的主要化学成分与天然石膏接近，但是磷石膏中含F和P20，这是导致磷石膏综合利用低的原因之一。表1为磷石膏主要化学成分。表1磷石膏化学组成wt／％备注：磷石膏含水率21．61％；w—P205：水溶性磷；t—P205：总磷。从表1中可以看出磷石膏的化学组成主要是CaO和SO，，并含有少量的P20、F、金属氧化物和有机物等杂质。磷石膏中的二水石膏含量达到90％以上。按GB仃’5483—1996国家标准对石膏质量等级的划分，符合二级石膏等级，是一种重要的再生资源，具有很高的利用价值。2．磷石膏的显微结构及XRD分析从图1磷石膏的SEM图上看，磷石膏晶体多呈板状，长宽比为2—3：1，少量的针状。在板状磷石膏之间都粘附有杂质磷，以及一定量的SiO。从图2磷石膏的XRD分析可以知道，磷石膏的主要成分为CaSO·2H：O，同时还含有少量的SiO，CaHPO4·2H2O，CaPO3(OH)·2H2O，A1PO4·2H2O。通过对磷石膏矿物组成及微观形貌的观察可以看出，磷石膏中含有一定量的杂质，直接大量利用磷石膏较为困难，般都需要对磷石膏进行预处理消除杂质的影响。图1磷石膏的SEM图2磷石膏的XRD三、磷石膏建材资源化利用途径1．磷石膏作水泥缓凝剂由于磷石膏与天然石膏化学成分相似，因此水泥...