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。     

预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能研究

采用水洗法、石灰中和法和柠檬酸浸法对磷石膏进行预处理并分别制备磷石膏水泥砂浆,研究不同预处理工艺对磷石膏中H_3PO_4、H_2PO_4~-、CaF_2等杂质去除效果与砂浆抗压强度、凝结时间、流动性等性能的影响。结果表明:各预处理方法均可有效去除磷石膏中杂质,但去除量和预处理生成物不同,造成磷石膏水泥砂浆各项性能不同;砂浆28 d抗压强度强弱次序为水洗法石灰中和法柠檬酸浸法,石灰中和法中抗压强度最大值为15.3 MPa,柠檬酸浸法中最大值为15.2 MPa;缩短砂浆凝结时间效果表现为柠檬酸浸法水洗法石灰中和法;砂浆的流动性与磷石膏杂质残留量及预处理生成物性质有关。     

预处理磷石膏在自流平材料中的应用

研究了石灰中和蒸压法预处理磷石膏,分析不同转晶剂对磷石膏结构和性能的影响,得出复掺0.015%硫酸铝和0.015%烷基苯磺酸钠预处理所得的α半水磷石膏绝干抗压强度能达到32.7 MPa,外部形貌主要为短柱状。选用粉煤灰、水泥等进行配料分析各组分对半水磷石膏基自流平材料的影响,根据JC/T 1023-2007检验标准检测其性能,并分析其微观结构,确定最佳配比为:α半水磷石膏50%,普通硅酸盐水泥8%,粉煤灰5%。此工艺条件下的自流平材料的绝干抗压强度和抗折强度分别达到16.87 MPa、6.03 MPa,30 min后流动度达到143 mm。     

球团烟气脱硫石膏制备α型高强石膏的研究

以球团烟气脱硫石膏作主要原料,添加剂使用丁二酸和十二烷基苯磺酸钠,并使用加压盐溶液的方法研制出抗压强度能达到45 MPa以上的α型高强石膏。分析了球团烟气脱硫石膏的物理及化学性能,转晶剂的含量与种类以及工艺条件对制品性能的影响,揭示了α型高强石膏的形成机理。结果表明：在使用加压盐溶液方法的前提下,温度、转晶剂用量、盐溶液浓度都会对制品的强度产生影响。     

磷石膏漂白—煅烧增白工艺研究

磷石膏已成为制约磷化工行业可持续发展的重要因素。磷石膏除杂增白是实现其规模化应用于建材和填料的必经途径。本文采用漂白—煅烧法对某地浮选后的磷石膏进行处理,在漂白浸出温度90℃、液固比4:1、Ca（ClO）₂用量为3.0%和浸出时间3.0 h条件下,漂白磷石膏的白度由51.5%增加到了74.5%,将漂白后的磷石膏在600℃下恒温煅烧120 min,得到煅烧磷石膏的白度为86.1%,增白效果显著,满足粉刷石膏和PVC/PE填料等要求。煅烧磷石膏主要成分是CaSO₄,并呈表面光滑、大小不一的不规则片状结构。本研究对磷石膏规模化综合利用具有重要的指导意义。      

基于磷石膏的半干法制备α半水石膏试验

针对我国磷石膏固体废渣堆存量大、再利用水平低的问题,以某磷石膏为原料,进行半干法制备α半水石膏的试验。结果表明,磷石膏经水洗—浮选—过滤烘干预处理后,水溶性杂质、有机质和总磷、总氟含量显著降低,基本消除了其对α半水石膏产品形貌和强度的影响;在蒸压时间1.5 h、蒸压压强0.25 MPa、磷石膏含水6%、压块入料压力260 k N、研磨时间60 s以内的条件下,制得的α半水石膏初、终凝时间分别为3.0 min、6.5 min,2 h抗折强度和48 h抗压强度分别为6.78 MPa、40.6 MPa,达到α40质量标准。试验结果可为磷石膏的再利用提供技术依据,对于降低磷石膏对环境的压力、促进磷肥工业的发展具有重要作用。     

高掺量磷石膏耐水蒸压砖的研制

以磷石膏为主要原料,掺入适量磷渣粉和激发剂,经过加压成型后,于200℃下,采用蒸压养护方式制成高掺量磷石膏耐水蒸压砖。该砖平均抗压强度达到12.10MPa,平均抗折强度达到3.00MPa,软化系数0.84,磷石膏利用率达到70%以上。     

微晶纤维素改性磷建筑石膏性能研究

以微晶纤维素为改性材料,探究微晶纤维素在不同掺量下对磷建筑石膏力学性能及耐水性能影响,并对其水化产物及微观形貌进行分析。结果表明,微晶纤维素掺量为0.09%时,磷建筑石膏基复合材料的绝干抗折强度、绝干抗压强度、软化系数最优,分别为4.75 MPa、17.65 MPa、0.61,较空白组分别增加36.5%、31.2%、29.8%,吸水率达到最优值18.36%,较空白组降低18.62%。适量微晶纤维素掺入到磷建筑石膏中,能促进磷建筑石膏水化及填充二水石膏晶体的内部空隙,使磷建筑石膏内部结构更加密实,提高磷建筑石膏的力学性能及耐水性。     

四川某地磷石膏制备建筑石膏及其性能研究

磷石膏是磷化工行业产生的固体废弃物,主要成分是二水硫酸钙。针对四川某磷石膏的特点,采用粒度分析、XRD和SEM等手段分析了磷石膏的结构,研究了煅烧制度对磷石膏制备建筑石膏及其力学性能影响。结果表明:煅烧温度为170℃,保温时间为3 h,陈化时间为3 d,可以获得转化率为87.37%的β型半水石膏,其标准稠度用水量为77.33%,初凝时间为7.5 min,终凝时间为18 min,抗折强度为2.34 MPa,抗压强度为4.54 MPa,实现了该地区磷石膏在建筑材料中的资源化利用,并提供一定的理论支撑。     

磷石膏再结晶体力学特性试验研究

采用比较法设计了磷石膏失水与再结晶试验, 分析了各参数对再结晶体力学性能的影响, 获得了最优参数。研究了失水磷石膏与常态磷石膏混掺情况下固化体的力学特性。研究表明: 掺加2%生石灰的磷石膏, 在180 ℃下热处理3 h、陈化3 d、以55%浓度充填井下, 其浆体pH呈中性, 再结晶体28 d抗压强度达到6.82 MPa, 可适用于各种充填采矿方法; 常态磷石膏和失水磷石膏按1∶2配制的混合材料, 固化体28 d抗压强度仅为失水磷石膏强度的6%。     

磷石膏预处理与综合利用研究进展

磷石膏的大量堆存,不仅会对企业带来经济负担,而且会对环境造成污染。阐述了磷石膏中的杂质类型及其预处理的方法,其中磷、氟类杂质可通过水洗、酸碱中和改性、筛分、煅烧等方法去除,有机物类杂质通过水洗、浮选、煅烧、陈化等方法脱除,钠、钾类碱金属可用适量石灰来抑制;介绍了磷石膏的综合利用研究进展,包括生产硫酸、硫酸钙晶须、硫酸钾、硫酸铵、造纸填料和涂布颜料、建筑原料及产品、纳米羟基磷灰石,作为土壤改良剂、肥料、筑路材料、充填材料,回收硫、稀土元素。磷石膏综合利用前景广阔,但需要努力的方面还很多,要加快磷石膏的资源化合理利用,实现经济效益和环境保护的双赢。      

磷石膏基胶凝材料的试验研究

以未经处理的原状磷石膏为主要原料制备磷石膏基胶凝材料,通过微观分析及测试其力学性能,考察石灰掺量,水泥、粉煤灰比例及养护制度对磷石膏基胶凝材料力学性能的影响。结果表明:(1)该体系最优配比为磷石膏60%,水泥与粉煤灰比例为1∶4,生石灰4%,水料比0.25,减水剂0.2%;(2)该胶凝体系中磷石膏掺量超过60%后,抗压、抗折强度急剧下降;(3)蒸养制度对磷石膏基胶凝材料性能影响较大,在75℃下蒸汽养护10 h,基体强度增长较快且耐水性较高,28 d抗压强度为30.1 MPa,吸水率为8.5%,软化系数达到0.82。     

石膏性质对α型半水石膏性能影响的研究

在分析比较不同石膏化学组成、微观形貌、溶解性能等基础上,探讨了石膏性质对α型半水石膏性能及形貌的影响。结果表明,以天然石膏、磷石膏、化学石膏为原料,用蒸压法制备的α型半水石膏在凝结时间、用水量、强度等性能上存在较大差异。天然石膏制备的α型半水石膏强度最高,且能满足JC/T 2038-2010《α型高强石膏》中等级α30的性能指标要求;磷石膏含杂较多,晶粒较小,所制备的α型半水石膏强度较低;化学石膏晶粒最小,其制备的试样性能最差。     

预处理半水磷石膏在护坡材料中的应用

通过改善磷石膏的晶体结构对其进行除杂,确定半水磷石膏的预处理温度;基于半水磷石膏强度较低引入转晶剂以提高其强度,得出掺入0.03%硫酸铝预处理所得α半水磷石膏绝干抗压强度达到28.9 MPa。选用正交试验分析半水磷石膏、粉煤灰和腐殖土对磷石膏基护坡材料抗冲刷性的影响,得出半水磷石膏掺量对护坡材料的影响最大,最优参数组合下护坡材料的抗冲刷性为306.375 kg/(m~2·h)。采用单因素分析半水磷石膏对护坡材料的抗折强度、发芽率和生长高度的影响,验证最优因素组合下护坡材料各性能较好;SEM分析表明护坡材料自形程度很低,孔隙较多,有利于植被生长。     

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。     

磷石膏基充填胶凝材料试验研究

磷石膏属于一种固体废渣，占用土地资源，污染环境。开发磷石膏充填胶凝材料，治理采空区可达到“一废治两害”的目标。为此，以磷石膏、矿渣、生石灰、芒硝、氢氧化钠为试验原料制备磷石膏基胶凝材料，通过单因素试验分析各材料掺量与磷石膏基充填胶凝材料抗压强度的关系，通过多因素试验分析各材料掺量的最优配比。试验结果表明：试块抗压强度与氢氧化钠含量呈正比；随着生石灰含量的增加，试块抗压强度先增长后降低，当生石灰含量达到6%时，试块抗压强度最大；芒硝的含量不利于试块晚期强度的增长，当芒硝含量达到1.5%时，试块早期抗压强度较大，晚期强度较为理想；磷石膏不利于试块强度的发展。各材料掺量对试块抗压强度影响的强弱程度依次为氢氧化钠＞生石灰＞芒硝＞磷石膏。当生石灰含量6%、氢氧化钠含量2.5%、芒硝含量1%、磷石膏含量35%,试块抗压强度最高，3,7,28 d抗压强度分别为1.86，2.35，4.49 MPa。结果可为类似磷石膏充填胶凝材料制备提供参考。     

料浆浓度和pH值对磷石膏制备α-半水石膏的影响

以水洗磷石膏为原料,采用半液相蒸压法制备 α-半水石膏。 从脱 水反应、晶体形貌、物相组成、强度等 角度,研究料浆浓度和 pH 值对 α-半水石膏性能的影响。 XRD 分析结果 表明,料浆浓度在 55% ~ 80%和 pH 值为 2. 0、 4. 4、6. 7 时磷石膏全部转化为半水石膏。 结晶水含量、SEM、强度测 试结果表明:当料浆浓度从 55%增至 70%,α-半水 石膏生成的诱导期从 1 h 减至 0. 5 h,晶体生长期从 5 h 增至 5. 5 h, 料浆浓度继续增至 80%,诱导期从 0. 5 h 增至 1. 5 h,晶体生长期从 5. 5 h 减至 4. 5 h;发育较好的 α-半水石膏晶体形貌 均为柱状;当料浆浓度从 55%增至 65%,长径比从 3. 0 减至 2. 8,标准稠度用水量从 44%降至 40%,绝干抗压强度从 40 MPa 增至 43. 8 MPa,料浆浓度继续增至 80%,长 径比从 2. 4 增至 3. 0,标准稠度用水量从 40%增至 42%,绝干抗压强度 从 43. 8 MPa 降至 38. 2 MPa,在料浆浓度为 65% 时,绝干抗压强度最高达到 43. 8 MPa。 pH 值从 2. 0 增至 6. 7,诱导 期均为 1 h,晶体生长期从 3 h 增至 5 h;发育较好的 α-半水石膏晶体形貌均为柱状,长径比从 3. 2 减为 2. 7 后增至 2. 9, 标准稠度用水量从 43%降至 40%,绝干抗压强度 从 37 MPa 增至 43. 4 MPa。 在料浆浓度为 65%,pH 值为 6. 7 时,α- 半水石膏晶体形貌呈柱状,长径比为 2. 9,标准稠度 用水量为 40%,2 h 抗折强度为 5. 9 MPa,绝干抗压强度为 43. 4 MPa。     

掺和料对磷石膏复合胶凝材料性能影响研究

研究主要掺和料矿粉及水泥单掺和复掺对磷石膏复合胶凝材料力学性能及耐水性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)探究影响机理。结果表明,水泥掺量为0~20%、矿粉掺量为0~40%时,水泥和矿粉的单掺对磷石膏抗压强度有负面影响,但可有效提升软化系数。水泥及矿粉复掺时,可显著提高磷石膏软化系数,使软化系数达到0.65以上;当水泥掺量为5.58%,矿粉掺量为20.00%时,磷石膏复合胶凝材料抗压强度达到最大值16.50 MPa;水胶比由0.6降低至0.3,可制备抗压强度为32.50 MPa,软化系数为0.87的高强耐水磷石膏复合胶凝材料。由SEM结果可知,水泥及矿粉的水化产物包覆在石膏晶体表面,可显著提升其耐水性;由MIP结果可知,矿粉与水泥复掺可增加小孔(3~50 nm)比例及孔弯曲度,大幅降低平均孔径,改善孔径分布,增加基体致密度,进而提升抗压强度。     

天然硬石膏基粉刷石膏激发剂的优选与性能研究

采用结晶水法测定掺加不同种类激发剂硬石膏的水化率以表征激发效果,并通过XRD和SEM对水化产物的相组成和形貌进行表征,优选出适合天然硬石膏基粉刷石膏的激发剂。在此基础上以天然硬石膏为基材制备出粉刷石膏,并对其工作性能、水化硬化性能等进行检测。结果表明,激发剂可显著改善硬石膏活性,不同种类和掺量影响差别较大。单掺5%煅烧明矾28 d水化率可达75%,单掺2%硫酸亚铁和2%草酸钠28 d水化率可达60%;复合激发剂激发效果优于单掺,28 d水化率超过85%;制备的硬石膏基粉刷石膏水化率大于等于80%、初凝时间为1~2 h、抗压强度超过20 MPa且无返霜现象,其他性能符合JC 517-2004。     

磷石膏与低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥

利用磷石膏和低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,研究了熟料的最佳煅烧工艺制度及配入过量磷石膏对水泥性能的影响。结果表明：在1300℃保温0.5 h,烧制出性能良好的高贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,3 d和28 d水泥净浆抗压强度分别可达54.1 MPa和59.1 MPa;过量磷石膏形成的高温硬石膏能起到后掺石膏的作用,对水泥早期力学性能无不利影响。