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国内磷石膏综合利用的现状

磷石膏一般是指磷酸厂、磷肥厂排出的副产物。一般每生产1tP2O5就会产生磷石膏约4.5t。在磷酸生产过程中,用磷酸盐矿物与硫酸反应而得到的类似于泥砂状的混合物。把混合物中的磷酸和硫酸钙分离,提取有用的磷酸,剩下残渣就是磷石膏,其主要成分是二水石膏。作为副产品的磷石膏,由于产生量巨大,占用了大量的土地。先会污染地上环境,一旦遇到遇到雨水会被水溶解并渗透到地下,对土壤和地下水都会带来较大影响。

国内磷石膏综合利用的现状

如何将磷石膏资源化,是个急需解决的课题。随着技术工艺的进步和环境保护的需要,磷石膏的综合利用开发越来越受到人们的重视。目前磷石膏利用技术对比前期已经取得部分进展,主要是应用于工业、农业及建筑业三个方面。

(1)在工业中磷石膏的利用

a. 在化工业上磷石膏的利用传统的氮肥硫酸铵可以由磷石膏作为原料来生产,其主要反应如下:

CaSO4·2H20+(NH4)2CO3→(NH4)2S04+CaCO3+2H2O

磷石膏还可以用来生产硫酸钾。工艺中分为一步法和二步法。一步法因有些副产不易处理,所以推广有些问题。二步法可以将副产综合利用,有较好的发展前景。

b. 在水泥工业上磷石膏的利用

水泥的调凝剂为天然石膏,半水石膏等。石膏可以和水泥中的铝酸三钙反应生成钙矾石来调节水泥的水化速度。水泥对作为调凝剂的石膏要求也比较高,一个是石膏自身是否含不利杂质,再个是石膏的溶解速度。以磷石膏为原料制水泥调凝剂已有多年,由于磷石膏中其含有害杂质,且颗粒形状不利,湿含量大等问题,不进行加工处理难以进行广泛推广。

硫酸联产水泥也是将磷石膏用于水泥工业中的一个途径。国内前期也引进几套设备的工厂进行生产。由于工艺条件对磷石膏自身有一定的要求,国内副产磷石膏的成分因矿石工艺等原因波动太大,难以稳定控制其工艺。一些原有的硫酸联产水泥装置都陆续停产。目前来看,磷石膏制硫酸联产水泥的工艺在我国推广有一定的困难。

(2)在建材业上磷石膏的利用

a. 用磷石膏来生产建筑石膏建筑石膏主要是半水石膏,广泛的应用于粉刷、抹灰、建筑砂浆、石膏墙体、石膏砌块、装饰构件等。建筑行业对石膏板材的需求逐年呈上升趋势。磷石膏属于二水石膏。如想使用,需将磷石膏中的二水硫酸钙进行脱水处理。脱水后也因工艺条件的差别会有α、β两种类型的半水石膏。

b. 利用磷石膏作为路面基层路面基层有较高的技术要求,分为很多层次。对强度、排水、凝结时间、长期性都有要求。目前有技术资料表明,直接利用粉煤灰、磷石膏、石灰进行混合生产的路面基层材料,比传统的二灰材料在早期强度,收缩性裂纹方面都有较好的改进。公路建设中需求量大,磷石膏作为路面基层的应用除了技术上的改进外,还节约了大量的成本。

(3)在农业中磷石膏的利用

磷石膏属于酸性物质,pH值一般在l-4.5之间。磷石膏中含有磷、硫、钙、硅、镁、铁等物质,这些是也是农作物生长所需要的养分。因此,磷石膏用在土壤中可以改良土壤化学原料结构和微生物活动条件。磷石膏因其酸性特征较为适合于作为肥料用在碱性土地上。它对部分农作物有比较明显的增产效果。将磷石膏作为盐碱土壤改良剂和农作物的肥料,也是处置磷石膏的方法之一。

(4)磷石膏利用中存在的问题

a. 因为矿石来源的范围广,矿石成分不同,生产工艺、添加剂、处理方式等差异都造成磷石膏的成分发生变化。里边所含的有害杂质波动很大,对后期想利用磷石膏的处理带来了不少的问题,使最终产品的质量难以控制。

b. 处理一个问题最好不带来新的问题。对磷石膏处理也是如此,本身磷石膏资源化目的就是降低对环境污染。但目前处理磷石膏时受工艺条件限制,会有造成二次污染的废水、废气产生。对不成熟和带来二次污染的工艺应谨慎发展。

c. 磷矿石含有不少的放射性元素,其副产磷石膏也有一定的放射性元素。在资源化磷石膏的时候不应给人类带来放射性污染危害人体健康。

d. 石膏在各个行业都有广泛的利用,天然石膏和电厂的脱硫石膏产量都比较大。磷石膏想代替天然石膏的利用必须经过预处理,在成本上有一定的劣势。

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