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磷石膏中杂质的清除方法汇总

磷石膏中杂质的清除方法汇总

发布日期:2019-01-24 14:57 来源: 点击:

答:磷石膏因含有磷、氟、游离酸等杂质,会减慢制得的熟石膏水化时的凝结时间,降低制品的强度。因此,用来生产石膏建材时必须进行严格净化,利用磷石膏的各种技术中都包含磷石膏水洗分离杂质和中和游离酸的处理过程。

磷石膏的净化关键有两个:一是经水洗必须获得稳定且杂质含量符合建材行业要求的二水石膏;二是解决水洗过程中造成的二次污染。

净化方法主要有水洗、分级和石灰中和等几种。水洗工艺可以除去磷石膏中细小的不溶性杂质,如游离的磷酸、水溶性磷酸盐和氟等;分级处理可除去磷石膏中细小不溶性杂质,如硅砂、有机物以及很细小的磷石膏晶体,这些高分散性杂质会影响建筑石膏的凝结时间,同时黑色的有机物还会影响建筑石膏产品的外观颜色。分级处理对磷、氟的脱除也有效果,另外湿筛磷石膏还可以除去大颗粒石英和未反应的杂质。石灰中和的方法对去除磷石膏中的残留酸特别简便有效。

当含可溶性杂质、不溶物、有机物较高的磷矿制磷酸时,生成的磷石膏呈聚合晶,那就要采用较讲究的净化方法。一种方法是用三级水力旋离器分离磷石膏料浆。在此情况下,水溶性杂质的去除率大于95%,有机物的去除率也足够高,磷石膏的利用率在70%~90%。

当磷石膏的粒度特别细小,水源又不怎么丰富时,采用浮选法代替水力旋离法分离杂质。浮旋分离时有机的分离程度很高,水溶性杂质的去除率为85%~90%,石膏的回收率为90%~96%。

净化后的石膏悬浮液用真空过滤操作尽量把游离水含量降低到最低的程度,以减少其后干燥工段的热量消耗。选用那种型式的过滤需视磷石膏的结晶粒度而定。离心机可使磷石膏的含水量降低得更低些,但对有些磷石膏并不适用,真空过滤机的脱水程度差,但它能适用于各种磷石膏,投资费低,维修要求少。

磷石膏基础研究结果有哪些?

答:(1)可溶磷、氟、共晶磷和有机物是磷石膏中的主要有害杂质。可溶磷、氟与有机物分布于二水石膏晶体表面,其含量随磷石膏颗粒度的增加而增加;共晶磷存在于二水石膏的晶格中,其含量随磷石膏颗粒度的减少而增加。

(2)磷石膏中的有机物为乙二醇甲醚乙酸酯、异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-l,3-二氧戊烷。它们可使需水量增大,削弱二水石膏晶体间的结合,降低硬化体的强度。可溶磷和共晶磷则可降低胶结料水化时液相过饱和度,延缓凝结硬化,使水化产物晶体粗化,结构疏松,强度降低。可溶磷、有机物的存在,还可显著降低二水石膏的脱水温度。

(3)水洗可除去共晶磷以外的所有杂质;差选可除去磷石膏中的有机物;石灰中和使有害的可溶磷、氟转化为惰性的难溶盐;球磨可有效改善磷石膏的颗粒形貌与级配;分筛可除去有害杂质含量特别高的部分,提高磷石膏品质;800℃下煅烧可消除共晶磷和有机物的影响。

(4)磷石膏的pH值可作为判断磷石膏品质的一个重要指标。pH值越低,H3PO4含量越高,对磷石膏的有害影响越大。

磷石膏有什么特性及其热力学性质是什么?

答:磷建筑石膏的标准需水量高于天然建筑石膏,强度则低于天然石膏,凝结时间反而早于天然石膏。这从表面看是一种反常现象。实际上是未经任何处理的磷石膏的特殊现象。是其与天然石膏脱水滤度曲线的根本区别所在,磷石膏的脱水温度低于天然石膏,性能有明显差异。

据有关资料和试验结果分析,磷石膏的上述特性,可以解释如下:

(1)磷石膏的酸性较高,其有害杂质基本为酸性物质。当脱水温度升高时,酸性介质急剧释放,尤其是脱水的初始阶段。磷石膏中酸性物质含量的增加,导致脱水温度下移,在二水石膏及半水石膏效应之间出现一个放热效应。这种反应是在磷酸和硅氟酸混合物作用下再次生成半水石膏,也可直接由二水石膏生成。由于生成半水石膏的量减少,脱水温度相应降低。

(2)在所生成物中含有无水石膏Ⅲ型。无水石膏Ⅲ型并不稳定,亲水性强。即使在潮湿的空气中也能转变成半水石膏(或者发生逆反应)。在实际应用中,无水石膏Ⅲ型在熟石膏中起催化作用。由于脱水温度高,使磷石膏二水物直接生成无水石膏Ⅲ型,外形仍呈二水结晶状。当配制胶结料时,按照正常熟石膏标准需水量加入时,料浆很快变稠随后凝结,实际需用水量大大高于天然石膏,而且胶结材料试料的泌水严重。因为无水石膏Ⅲ型的存在,加快了熟石膏硬化进程。虽然表层有水,但水面下的胶结料已硬化。由于硬化快导致了熟石膏水化成二水石膏的进程加快,二水石膏晶体生长的时间和条件不能满足,所以其晶体不能像天然石膏那样生成较大的燕尾晶,而在其晶体群之间包裹有气孔和水,试样烘干后进行破坏试验时可见其断面粗糙呈微孔状,与天然石膏不同。

(3)在脱水温度为120~140℃之间的试验中,掺入一定量的CaO,加入时温度在100℃左右。岩相分析表明:磷石膏的脱水产物基本是CaSO4·1/2H2O,少量CaSO4·2H2O,没有发现CaSO4和其它矿物。标准需水量接近天然石膏,强度达到一级建筑石膏要求。

掌握了磷石膏的特性及其脱水的热力学性质,就可确定磷石膏的最佳炒制制度,使磷石膏转化为建筑石膏。并可利用外加剂进一步改善其性能。

不同掺量的磷建筑石膏对天然建筑石膏的强度有何影响?

答:磷建筑石膏和天然建筑石膏按一定配合比混合生产的石膏建材产品提高了早期强度,对生产过程中的脱模、转运更为有利。

磷建筑石膏加入天然建筑石膏的配合比从20%~50%,其强度均有提高,掺量在30%~50%的强度增幅最大,以2h强度计算,提高了约17%;以14d、28d强度计算,提高了30%左右。

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