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一、水洗
水洗法的主要問題時生產線(xiàn)一次投資大,能耗高,水洗後無水排放造成二次汙染。一般磷石膏利用要達(dá)到21~26萬t,在經濟上才能與天然石膏競爭。顯然,水洗工藝(yì)不符合(hé)我國磷肥(féi)廠規模小、分散,國家底子薄、缺乏投資能力這一國情,我國磷石膏建材資源化完(wán)全依賴水洗工(gōng)藝是不現實、不(bú)合理的。隻有當磷石膏可溶性雜質與有機物含量高、波動大,且生產線規模超過(guò)21萬t時,水(shuǐ)洗工藝才是一種好(hǎo)的選擇。
二、石灰石中和
石灰中和使有害態的可溶性(xìng)磷、氟轉化為惰性的難溶鹽,從而消(xiāo)除可溶磷、氟對磷石膏膠凝材料的不利影響,使磷石膏膠凝材(cái)料(liào)凝結硬化趨(qū)於正(zhèng)常。采用石灰中和和預處理工藝,在實驗室和試生產線均可製備出合格的建築石膏。
磷(lín)石膏(gāo)膠凝材料性(xìng)能對預處理的石灰摻量較敏感,不適宜的摻量範圍(wéi)使膠凝材料強度大幅(fú)降低,控(kòng)製好石灰摻(chān)量是石灰中和預處(chù)理的關鍵(jiàn)。國內磷石膏品(pǐn)質一般波動較大,采用石灰中和預處理工藝時,必須(xū)對磷(lín)石膏進行預均化處理。石灰中(zhōng)和工藝簡單,投資少,效果顯著,是非水洗預處理磷石膏(gāo)的首選(xuǎn)工藝,特別適用於品質較穩定、有機物含量較低的磷石膏。
三、浮選
磷、氟、有機物等雜質並不是(shì)均勻(yún)分布在磷石膏中,不同粒(lì)度磷石膏的雜質含量存在顯著差異,可溶(róng)磷、總磷(lín)、氟和有機物含量隨磷石膏顆粒度增加而(ér)增加。如小於91磷石膏中可溶磷含量僅(jǐn)1/2,91~271中可溶磷含量為1/67,而大於411的可(kě)溶磷高達2/65,磷石膏中雜質的這種分布(bù)使篩分提純磷石膏成為可能。去掉(diào)311以上磷石膏的篩分處理,可溶磷、氟與有機物均顯著降低,磷石(shí)膏性能得以改善。篩分工藝取決於磷石膏的雜質分布與顆粒級配,隻有當雜質(zhì)分布嚴重不均,篩分(fèn)可大幅度降低雜質含量時,該工藝才是好的選擇。
四(sì)、煆燒
911℃煆燒磷石膏中(zhōng)共晶磷轉化為惰性的焦磷酸(suān)鹽,有機物(wù)蒸發。經石灰中和、911℃煆燒製備的II型無水石膏,其性能與同品位天然石膏製備的無水石膏相當(dāng)。II型無水石膏膠凝材料強度與耐水性均優於建築石膏,是磷石(shí)膏有效利(lì)用方式之一。由(yóu)於一般的預處理不能消除(chú)共晶磷影響,共晶磷含量較高(gāo)的磷石膏特別適於該工藝製備II型無水石膏膠凝材料。
五、球磨
A、磷石膏顆粒級配
形貌(mào)與(yǔ)天然石膏(gāo)存在明顯差異。磷(lín)石(shí)膏粒徑呈正態分(fèn)布,顆粒分布高度集中(zhōng),91~311顆粒達71。磷(lín)石膏中二水(shuǐ)石膏晶體粗大、均勻、其生(shēng)長較天然二水石膏晶體規整,多呈板狀,長(zhǎng)寬比(bǐ)為3:2~4:2。磷石膏這(zhè)一顆粒特征是磷酸(suān)生產過程中(zhōng),為(wéi)便於磷酸過濾、洗滌而刻意形成的。這種顆粒(lì)結構使其(qí)膠凝材料流動性很差,水(shuǐ)膏比高,硬化體物理力學性能變(biàn)壞。
B、改善磷石(shí)膏顆粒(lì)結構的有效手段
球磨使磷石膏中二水石膏晶體規則(zé)的板狀形貌和均勻的尺寸遭到破壞,其顆粒(lì)形貌(mào)呈現柱狀(zhuàng)、板狀(zhuàng)、糖粒狀等多樣化(huà)。一般膠凝材料比表麵積增加,其需水量相應增加。但(dàn)對於磷(lín)石膏,球磨增大比表麵積後,其需水(shuǐ)量大幅降低,顯然,這是球(qiú)磨改善(shàn)顆粒形(xíng)貌與級配的結果,這種改(gǎi)善(shàn)大大增加了磷石膏膠凝材料的流動性,使其標準稠度水(shuǐ)膏比從1/96降至1/77硬化體孔隙率高、結構疏鬆的缺陷得以(yǐ)根本解決。球磨後磷石(shí)膏的比表麵積為4611~5111,進一步增加比表麵積的改性效果不明顯。
球磨不能(néng)消除雜質的有害影(yǐng)響。因此,球磨(mó)應與石灰中和、水洗等預處理結合。
總之:
(1)就消除有害雜質影響而言,水洗是最有(yǒu)效的方式。但水洗工藝存在一次性投(tóu)資大(dà)、能耗高、汙水排放(fàng)的二次汙(wū)染等問題。隻有當磷(lín)石膏年利用量達21~26萬t時,該工藝才具備競爭力。
(2)石灰中和可消除可溶磷、氟的影響,經濟、實用而有效。有機物含量不高時,石灰中和工(gōng)藝尤其適用。磷石膏膠凝材料性能對石灰摻量很敏感,故磷(lín)石膏品質應較穩定。在石(shí)灰中和(hé)預(yù)處(chù)理前應進(jìn)行預均化處理。
(3)適(shì)度的球磨可有效改善磷石膏(gāo)的顆粒形貌與級配,增加其膠凝材料流動性,大幅降低需水量,從根本上改(gǎi)善硬化體孔(kǒng)隙率高、結構疏鬆(sōng)的缺陷。球磨與石灰中和工藝結合,可(kě)製備(bèi)優等品建築石膏,是非水洗預處理工(gōng)藝的最好選(xuǎn)擇。
(4)浮選預處理可除(chú)去有機物,從而消除有機物有害作用。當有機物含(hán)量較高,而又(yòu)采用非水洗預處理工藝時,浮選為可供選擇的工藝。磷石膏中雜質分布(bù)不均使通過篩分降低磷石膏雜質含量成為可能。篩分(fèn)工藝及其效果(guǒ)取決於(yú)雜質隨顆粒的分布。
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