磷石膏热处理制备免烧建材

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。磷石膏排放量大,利用率低,资源化利用迫在眉睫。该研究以磷石膏为原料,经过激发预处理的磷石膏在不同温度下热处理,研究热处理温度对磷石膏的物相和微观结构,以及将其制备成免烧建材样品后的抗压强度、物相、微观结构的影响规律。结果表明,随着热处理温度的升高,二水石膏晶体结晶度增加,晶型发生转变,经过80℃热处理后的二水石膏晶粒致密,并且部分转变为半水石膏,由半水石膏水化重结晶生成的二水石膏对空隙进行填充,形成了结构致密,晶体相互粘合的内部微观结构,大大提高了免烧建材的抗压强度。免烧样品(磷石膏与水泥质量比为4∶1)养护7 d和28 d抗压强度达到36.45 MPa和38.12 MPa,并且浸水24 h的样品仍能保持21.03 MPa的抗压强度。

基于煅烧磷尾矿的磷石膏无害化处理工艺研究

磷石膏是磷酸生产过程中的工业副产物,磷尾矿是磷矿选别过程中产生的固体废弃物,二者大量堆存不仅占用土地资源,还严重污染环境,制约了磷化工行业的高质量发展。为实现磷尾矿资源化利用和磷石膏的无害化处理,本文提出了以煅烧磷尾矿无害化处理磷石膏的新路径,探究了水洗次数、磷尾矿煅烧温度、静置时间、硅酸盐水泥掺量对磷石膏中水溶性磷和水溶性氟的固化效果,结果表明:将1次水洗磷石膏配制成质量分数30%的料浆,与850℃下煅烧的磷尾矿和0.5%的普通硅酸盐水泥混合,搅拌、抽滤后静置3 d,所得磷石膏浸出液中水溶性磷质量浓度低于仪器检出限、水溶性氟质量浓度降至7.94 mg/L,pH为8.5,达到第Ⅰ类一般工业固体废物排放标准。研究成果可为磷尾矿和磷石膏的有效处理处置提供参考。

磷石膏综合利用的研究进展

拓宽磷石膏应用路径,实现其综合利用量的突破、有效的提升是磷化工领域亟待解决的问题。综述了磷石膏的来源、危害、及其在农业、化工和建材领域的应用情况,介绍了其作为路基填料的新路径,指出了磷石膏综合利用所面临的问题。

工业副产石膏在建材领域的资源化利用现状及展望

基于工业副产石膏的物化特性,综述了工业副产石膏在水泥缓凝剂、石膏砌块、石膏板材及石膏砂浆等领域的资源化利用现状以及制约其高效化和规模化利用的主要因素,并就工业副产石膏下一步资源化利用的研究方向进行展望。

磷石膏堆场渗滤液短流程处理中的全化学工艺技术

针对现有磷石膏渗滤液处理工艺存在流程长、药剂成本高、A/O脱氮能力不足等问题,设计一种以沉淀除磷、氟,还原降硝态氮及氧化脱氨氮为基础的全化学处理工艺,考察石灰乳投加量、酸碱度、氧化剂投加量、絮凝剂等因素对磷、氟、氨氮、总氮去除效果的影响,优化中试规试验参数,评价工艺持续运行2个月的实际执行效果。结果表明:在铁基复合材料作用下,硝态氮还原率高达67%,中性条件下的氨氮能被次氯酸钠氧化殆尽;经二级石灰乳沉淀后渗滤液中总磷及氟离子质量浓度均值稳定在0.37,1.50 mg·L^(-1)附近;设计的工艺具有投资少、流程短、效率高、速度快、药剂省等特点,出水指标满足DB 34/2710-2016标准,可为同类型磷石膏渗滤液达标治理提供新的思路。

《石膏制硫酸装置协同处理含硫废物技术规范》团体标准解读

介绍了目前我国石膏制酸联产水泥装置装置协同处理含硫废物情况,从必要性、技术要求、国内外情况及效益等方面,对《石膏制硫酸装置协同处理含硫废物技术规范》的主要内容进行了分析和解读。通过对石膏、含硫废物的综合分析,参照硫酸和水泥等产品标准,该标准规定了协同处理含硫废物的技术要求,以利于石膏制硫酸技术的绿色、低碳、可持续发展,有利于推动我国循环经济发展和无废城市建设。

磷石膏资源化利用及CO_(2)矿化捕集研究进展

磷石膏是一种工业固体废弃物,组成复杂,危害较大,它一般产生于湿法磷酸生产工艺。磷石膏堆存会占用土地资源,其渗滤液会破坏区域水环境。本文综述磷石膏资源化利用技术,分析磷石膏捕集CO_(2)制备CaCO_(3)的技术路线。目前,磷石膏已经在建筑、农业、化工等领域实现资源化利用。研究表明,利用磷石膏吸收CO_(2)进行碳捕集,联产CaCO_(3)产品,可以实现以废治废。

磷石膏蒸压砖制备工艺及强度机理研究

以经低压(0.12 MPa,120℃)蒸汽预处理后的磷石膏为原料制备墙砖.研究表明,以磷石膏掺量(质量分数,余同)为40%,消石灰掺量为15%,复合外加剂掺量为1%,石硝和粉煤灰质量比为2∶1制备的墙砖,其抗折强度达到4 MPa以上,抗压强度达到23 MPa以上,抗冻性优良,可用作承重墙材.对该墙砖进行了XRD,SEM分析,结果表明,墙砖强度主要来源于高强托勃莫来石结晶相,其包裹着磷石膏和骨料,形成了致密的结构.

不同改性处理方法对磷石膏水泥调凝剂性能的影响

采用了3种不同的处理方法,包括水洗法、石灰中和法及石灰粉煤灰复合改性法来处理磷石膏,并对其配制的水泥进行了物理性能的检测。结果表明,水洗磷石膏做调凝剂其凝结时间长于掺天然石膏的水泥;石灰中和磷石膏与天然石膏的效果比较一致;石灰粉煤灰改性磷石膏可以有效固化或固结可溶磷和可溶氟,效果更明显,在代替天然石膏的同时,还可节省熟料。

非水洗预处理磷石膏的研究

磷石膏预处理技术经济性是其建材资源化的关键。分别对非水洗预处理磷石膏作水泥缓凝剂 ,制备建筑石膏、粉刷石膏以及Ⅱ型无水石膏胶结材进行了研究。结果表明 :磷石膏非水洗预处理资源化是可行的。石灰中和磷石膏与煅烧无水石膏可用作水泥缓凝剂 ;石灰中和球磨预处理在实验室和中试生产线制备出优等品建筑石膏 ;采用复合缓凝剂、保水剂可配制优等品粉刷石膏 ;石灰中和球磨预处理 ,800℃煅烧 ,掺入激发剂可制备性能良好的无水石膏胶结材。

长江流域“三磷”综合整治“十四五”策略

我国磷矿石、磷化工企业和磷石膏库主要分布在长江流域,是长江流域总磷超标的重要原因。目前长江流域"三磷"综合整治已取得阶段性进展,但仍存在资源综合利用不充分,污染治理与监管不严,"三磷"产业链发展无序等问题。针对这些问题,提出长江流域"三磷"综合整治的"十四五"策略:(1)重塑全球"三磷"格局,以破解长江"三磷"难题。增加海外磷矿石、磷酸和磷肥等进口,限制国内磷矿开采规模和出口。(2)加强"三磷"规范管理,发展磷清洁生产产业。尽快建立完善"三磷"相关的管理规范和行业要求,严格产业环保标准。(3)推动"三磷"科技创新,加强科技精准帮扶。推进"三磷"的综合利用、风险防控等方面的创新研究,切实提高资源综合利用率。

磷石膏中杂质深度脱除技术

以深度脱除磷石膏中的杂质,提高其品质为目的,采用XRF、XRD、SEM以及白度分析仪等多种分析表征手段,对水洗、硫酸酸洗以及硫酸酸洗耦合溶剂萃取等3种磷石膏净化除杂方法进行了比较分析研究。结果表明,磷石膏表面粘附的少量可溶性磷、镁化合物以及部分可溶性含硅及氟化合物可采用水洗除去,而磷石膏中几乎全部含有可溶性硅、铝、铁、氟、钾等杂质元素的化合物可采用硫酸酸洗除去。在水洗和酸洗过程中,磷石膏中的二水硫酸钙均经历了溶解再结晶成无水硫酸钙的晶型转变过程,并且在硫酸体系中可有效促进其晶型转变速率。此外,在硫酸酸洗过程中添加磷酸三丁酯,不仅可有效脱除磷石膏中的石英、硫化亚铁、无机炭黑等酸不可溶性杂质,还可有效脱除溶解度较小的氟硅酸钾和带结晶水的氟化铝等杂质,由此可以获得纯度大于99%、白度大于92%,并且分散性较好的棒状细小无水硫酸钙颗粒。采用硫酸酸洗耦合有机溶剂磷酸三丁酯萃取深度净化磷石膏,将为磷石膏资源实现高效利用提供了新途径。

磷石膏作水泥缓凝剂的研究

磷石膏经过水洗或酸洗后用作立窑和旋窑的水泥缓凝剂 ,试验结果表明 ,酸处理的磷石膏配制的水泥凝结性能及强度符合 GB175 - 92 。

磷石膏包裹制备缓释尿素的工艺研究

磷肥生产每年产生大量磷石膏,目前采用的露天堆存磷石膏方式存在着很大的环境安全隐患,磷石膏的治理是个世界难题。研究利用磷石膏包裹制备缓释尿素,在有效提高尿素N利用率的同时,既可为植物提供硫元素,又可消耗利用部分磷石膏。

流态化热处理对磷石膏杂质及胶凝性能的影响

采用流态化对磷石膏进行热处理,通过确定流态化控制参数,测定样品中可溶性磷、氟、有机物、石膏相组成以及胶凝性能,并采用比表面积及空隙分析仪(BET)和扫描电镜(SEM)对样品比表面积、微观形貌进行分析.结果表明:当控制气体流速3.5m/s、停留时间30s时,能实现持续稳定的流态化.随着流态化温度的升高,样品中可溶磷、氟、有机物杂质的含量逐渐降低,pH值增加.在流态化热处理过程中,磷石膏中的CaSO4·2H2O向CaSO4·0.5H2O,Ⅲ-CaSO4及Ⅱ-CaSO4转变,形成复相石膏体系;当流态化温度低于400℃时,半水石膏相含量随温度的升高而增加,超过400℃时,无水石膏相含量随温度的升高而增加.在流态化热处理过程中,磷石膏通过表面脱水方式形成半水或无水石膏相,并在其表面形成大量的裂纹;由于颗粒之间相互碰撞及晶粒细小化,石膏粉的比表面积逐渐增大.当控制流态化温度400℃、停留时间30s时,所制石膏粉2h抗折强度为2.1MPa,2h抗压强度为4.3MPa.

石灰-水泥-粉煤灰改性磷石膏对水泥物理性能的影响研究

采用石灰、水泥、粉煤灰对磷石膏进行改性处理,测定了改性磷石膏中硫酸根的溶解性能,对比了原状磷石膏与改性磷石膏对水泥物理性能的影响,并结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了改性前后磷石膏对水泥不同龄期水化产物的影响。结果表明:随着石灰掺量的增加改性磷石膏的pH逐渐增大,当石灰掺量为4%(质量分数)时磷石膏的pH达到12.22,此时磷石膏中的可溶性磷、氟转化成难溶性的磷酸盐、氟化钙;随着水泥和粉煤灰掺量的增加,改性磷石膏的溶解性能呈现降低趋势。当石灰掺量为4%、水泥掺量为10%(质量分数)、粉煤灰掺量为10%(质量分数)时,改性磷石膏经过7 d养护在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度为0.30 g/L,比未改性磷石膏在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度降低了81.8%。与掺加未改性磷石膏的水泥浆体相比,掺加改性磷石膏的水泥浆体的水灰质量比由0.41降低到0.38、初凝时间和终凝时间分别缩短34.6%和27.2%、28 d抗压强度提高21.1%。石灰、水泥、粉煤灰改性处理磷石膏后,生成的水化硅酸钙和钙矾石等水硬性产物包裹在石膏颗粒表面,使硫酸根在水中的溶出速率降低,减少了对水泥中铝酸三钙的影响,使得硬化体内部结构变得致密、力学性能显著提高。

磷石膏的处理与综合利用

简要介绍了磷石膏的处理现状,探讨了磷石膏的综合利用途径。由磷石膏制硫酸联产水泥,可实现资源的充分利用,经济效益、环境效益和社会效益显著,是当前磷石膏综合利用的主要途径,符合循环经济理念。磷石膏制建筑材料也有良好的应用前景。

磷石膏与铜尾渣的高效耦合固定/稳定化处理

磷石膏(PG)和铜尾渣(CSS)是磷化工和有色冶炼行业中产生的两种固废,含有大量可迁移性有害物质,在堆存过程中能对环境造成污染。向PG、CSS混合渣中添加CaO作为额外钙源、NaOH作为激发剂,加入约30%(质量分数)的水,搅拌均匀,通过机械压模制成固结体(PG-S),经过抗压测试和毒性浸出试验,结果表明:PG-S抗压强度可达到14.8 MPa;PG中的主要污染物PO_(4)^(3-)、F^(-)的固定率分别达到99.87%和92.13%,重金属锌、铅等有害物质的浸出浓度均能满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求,实现了对PG、CSS的高效耦合固定/稳定化处理。通过XRD、SEM表征分析证明PG、CSS中的有害物质通过生成不溶物和胶凝包裹吸附而被固定。

磷石膏转氨法制硫酸技术原理与过程评价

以贵州瓮福磷石膏为原料,探讨了碳酸铵循环法利用磷石膏制取硫酸的改进工艺。通过热重、气相质谱连用技术分析了转氨法关键步骤——硫酸氨分解特征,并指导确定了分解温度以避免不利副反应的发生。通过优化实验,使磷石膏与碳酸铵复分解反应制备硫酸铵的转化率达到92.93%。而硫酸铵与氧化铁固相反应的实验结果表明:420℃,1h时,氨气回收率达86.57%;700℃,1h时,SO3回收率达到93.75%,两步法工艺可以较好的实现氮和硫元素的回收循环。磷石膏转氨法制硫酸,一次性资源消耗和CO2排放量较低,副产品经济价值较高,环境相容性较好,具有更好的工业化前景。

球磨时间对磷石膏基胶凝材料性能影响研究

以原状磷石膏为研究对象,在用热重分析与相组成分析技术探究磷石膏脱水温度与时间的基础上,研究了球磨时间对原状磷石膏粒径大小及分布、磷石膏硬化体以及磷石膏-水泥胶结料性能的影响。原状磷石膏脱水温度为130℃、脱水时间为60 min。在0~20 min,延长球磨时间可以有效降低磷石膏-水泥胶结料的流动度,缩短凝结时间,磷石膏硬化体以及磷石膏-水泥胶结料的力学强度先提高后降低。最优球磨时间为15 min,此时原状磷石膏粒径约为29μm;所得的磷石膏-水泥胶结料具有较好的力学性能和耐水性能。