中國粉體網(wǎng)訊 磷石膏是工業(yè)生產(chǎn)磷酸的副產(chǎn)物，關(guān)于它工業(yè)上最關(guān)注一個問題，除雜。

1、磷石膏中主要雜質(zhì)賦存形式及危害

磷石膏主要成分是硫酸鈣（CaSO₄·2H₂O），除此之外，還包括Si0₂、磷類雜質(zhì)（H₃PO₄、Ca₃（PO₄）₂、FePO₄·2H₂0、HPO₄^2-、CaHPO₄·2H₂O、H₂PO₄^-、Ca（HPO₄）₂·H₂0、可溶性氣鹽（NaF、Na₂SiF₆、Na₃AIF₆、Na₃FeF₆和CaF₂）、有機(jī)質(zhì)、重金屬等多種雜質(zhì)。因?yàn)橛袡C(jī)雜質(zhì)的存在，磷石膏大多呈現(xiàn)灰黑色或褐色，密度為2.0~2.3g/cm³。

磷石膏中主要雜質(zhì)種類、存在形式及危害

2、磷石膏凈化技術(shù)

2.1物理凈化技術(shù)

（1）水洗凈化

水洗凈化是將磷石膏和水配制成漿液，置于再漿槽中攪拌進(jìn)行固液分離得到凈化的石膏。該方法能有效降低磷石膏的酸性和可溶磷、氟的含量，是脫除磷石膏可溶性雜質(zhì)有效的方法之一。水洗法必須通過多次洗滌才能有效脫除可溶性雜質(zhì)，會產(chǎn)生大量的酸性廢水，大大增加后續(xù)處理的成本，且對共晶磷、難溶性雜質(zhì)脫除具有一定局限性。

（2）物理浮選

物理浮選則是將磷石膏和水按照一定的液固比混合之后送入到浮選設(shè)備中，料漿不斷地被攪拌、混合，靜置后除去液體表面的懸浮雜質(zhì)。浮選法可有效除去石膏中的有機(jī)質(zhì)和部分可溶性雜質(zhì)，但可溶性雜質(zhì)去除效果差于直接水洗凈化法，且在浮選過程中易對設(shè)備造成腐蝕，故對浮選設(shè)備的材質(zhì)具有較高的要求。

（3）篩分

篩分法是根據(jù)不同粒徑磷石膏中雜質(zhì)分布嚴(yán)重失衡實(shí)現(xiàn)凈化磷石膏的一種方法。實(shí)踐證明，采用研磨、超聲等物理手段將石膏破碎成更小的顆粒，釋放出更多雜質(zhì)，再進(jìn)行篩分處理，以達(dá)到凈化的目的。

（4）磁選

磁選凈化是首先對磷石膏進(jìn)行磁化處理，對其中一些雜質(zhì)賦磁，在外磁場的作用下，根據(jù)雜質(zhì)在磁場中受到的磁力不同達(dá)到攔截、吸附、富集，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)脫除的目的。目前，該方法在實(shí)驗(yàn)室中能實(shí)現(xiàn)較好的脫除率，但如何進(jìn)行大規(guī)模的磷石膏凈化且保持高脫除率，成為在工程上應(yīng)用該技術(shù)的最大挑戰(zhàn)。

（5）旋風(fēng)分離

將磷石膏沿圓筒壁泵入旋流器中，在筒壁的限制下進(jìn)行圓周運(yùn)動，由于離心力的不同，細(xì)顆粒保持懸浮狀態(tài)并從上溢流口流出；粗顆粒發(fā)生沉降從下溢流口流出。在分離過程中可通過調(diào)節(jié)進(jìn)料速率和下溢流口直徑等參數(shù)來提高雜質(zhì)去除效率。旋風(fēng)分離對磷石膏的凈化程度有限，在實(shí)際工程應(yīng)用中，需輔助其他凈化方法實(shí)現(xiàn)高效除雜。

2.2化學(xué)凈化技術(shù)

（1）堿凈化

石灰乳凈化法是堿凈化處理中最常用的方法。向磷石膏中加入石灰乳進(jìn)行處理，將大部分的可溶性磷、氟轉(zhuǎn)化成磷酸鈣、氟化鈣等惰性物質(zhì)，降低雜質(zhì)對磷石膏性能的影響。石灰乳凈化工藝處理流程簡易、成本低廉，但凈化程度有限，無法沉淀共晶磷等雜質(zhì)。

（2）酸凈化

與將雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)的堿凈化相反，酸凈化則主要是將雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶物質(zhì)，經(jīng)過洗滌分離凈化磷石膏。H₂S0₄、HCI、C₆H₈O₇、C₄H₆0₅，等是較為常用的酸凈化處理劑。其中，H₂S0₄因不引入其他雜質(zhì)且除雜效果優(yōu)異被認(rèn)為是最佳的凈化酸。其中，低濃度（小于30%）H₂S0₄與石膏中金屬、磷、氟雜質(zhì)反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)，但無法浸取共晶磷等雜質(zhì)，導(dǎo)致凈化程度受限；高濃度（大于30%）H₂S0₄對磷石膏進(jìn)行處理，釋放出共品磷等品格雜質(zhì)，對石膏進(jìn)行深度凈化。

（3）熱處理凈化技術(shù)

熱處理凈化是將磷石膏在高溫下進(jìn)行煅燒，分解其中的有機(jī)質(zhì)，并將可溶磷、共晶磷轉(zhuǎn)變成焦磷酸鹽的一種凈化技術(shù)。

煅燒過程中，較低溫度（低于200℃）下可溶磷、氟含量有所增加，后保持平緩；高溫（350~800℃）時磷會分解成氣體或轉(zhuǎn)化成焦磷酸鹽，氟轉(zhuǎn)變成SiF₄或CaF₂；共晶磷在800℃完全析出。目前閃燒法是比較先進(jìn)的技術(shù)，將磷石膏在400~600℃下直接與火焰進(jìn)行接觸，除去有害雜質(zhì)，凈化得到的β型半水石膏可達(dá)到GB9776—88《建筑石膏》中優(yōu)等品的水平。閃燒法工藝簡單、避免二次污染，回收治理粉塵及有機(jī)磷、硫等物質(zhì)，在寧夏已建設(shè)200kt/a磷石膏廢渣生產(chǎn)磷石膏建材制品的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。

（4）生物凈化處理技術(shù)

生物凈化是將微生物（硫酸鹽還原菌、嗜酸菌等）加入磷石膏中，微生物在磷石膏中發(fā)生復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到脫除磷、氟等雜質(zhì)的目的。生物凈化磷石膏是一種較為環(huán)保的技術(shù)，雖然可以很好地避免物理凈化、化學(xué)凈化方法可能產(chǎn)生的二次污染等問題，但如何降低凈化成本是該技術(shù)發(fā)展應(yīng)用需要解決的主要問題。相較于使用傳統(tǒng)的黏結(jié)劑進(jìn)行凈化，MICP和EICP混合處理的嗜酸菌的凈化成本高出30%以上，且對P、F雜質(zhì)凈化程度相對有限。

3、磷石膏應(yīng)用

磷“礦化”一體減排增匯模式

磷石膏應(yīng)用研究

磷石膏通常用作土壤改良劑，其中含有的酸性物質(zhì)可以提高土壤pH，解決土壤鹽堿化問題，此外磷石膏中的Ca、P、S和Na等物質(zhì)，滿足植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，可以改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、提高作物產(chǎn)量。除去雜質(zhì)后的磷石膏可用于石膏建材、路基材料、制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥等多個領(lǐng)域。磷石膏經(jīng)除雜凈化處理后，在通過轉(zhuǎn)晶可制備β-半水石膏、無水Ⅱ型石膏和α-半水石膏建材粉體材料。磷石膏經(jīng)預(yù)處理后去除其中的可溶性P₂O₅，凈化后的磷石膏可用于制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥。磷石膏中的主要成分硫酸鈣可制成碳酸鈣和硫酸鈣晶須，晶須的高強(qiáng)度、高韌性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于涂料、橡膠等領(lǐng)域。

參考來源：

左偉：磷石膏凈化處理技術(shù)研究進(jìn)展，四川大學(xué)

曾彥琦：磷石膏浮選凈化工藝研究進(jìn)展，武漢理工大學(xué)

張瞿天:磷石膏無害化與資源化研究現(xiàn)狀，武漢工程大學(xué)

趙露露:利用磷石膏礦化CO₂制備高純球霰石型碳酸鈣的研究，武漢工程大學(xué)

劉冬梅：磷石膏礦化固定CO₂制備碳酸鈣微粉，防災(zāi)減災(zāi)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

陳鵬：磷化工產(chǎn)業(yè)降碳增匯的探索與展望，云南磷化集團(tuán)有限公司

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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