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远安磷石膏制备石膏粉试验研究

谢超凌  
【摘要】:磷石膏是湿法磷酸生产过程中得到的副产物。随着工业、农业上对磷酸、磷铵和重过磷酸钙的需求增长,中国已经成为第一大磷石膏副产国。远安县境内拥有丰富的磷矿资源,并拥有多家磷化工企业,每年排放的磷石膏达100多万吨,在建的磷化工企业投产后,每年将排放200万吨以上的磷石膏。大量磷石膏的排放,侵占了大量的土地,需大量的资金建设尾矿坝,而且磷石膏中的残留磷又随雨水进入水体,污染环境。因此,对磷石膏的处理具有经济意义、社会意义和实用价值。 论文的主要成果是: 1.通过对远安磷石膏的粒度分析及矿物组成分析,确定了各粒级中二水石膏含量以及杂质的分布情况。由粒度分布可知细粒级中石膏含量较高,在94%以上;粗粒级中石膏含量相对较低,但是石英含量较高。 2.根据磷石膏的差热分析结果,确定其煅烧的试验条件,通过煅烧温度、升温速度、保温时间等试验,确定了煅烧温度为180℃、升温速度为4.7℃/min、保温时间为2h时的抗折强度最高。 3.根据磨矿条件试验,进一步确定石膏粉性能最佳时的粉磨细度是在粉磨转速629r/min时,相应的粒度D_(90)为17μm。 4.陈化试验表明石膏粉的陈化时间对其性能的影响较大,陈化时间较短或较长均对石膏粉的性能不利。当陈化5天,所得磷石膏粉强度最大。 5.掺加石灰试验表明,在煅烧前加入生石灰,不仅能中和磷石膏中的酸性物质,而且还能激发石膏生成复合胶凝材料,提高其强度,达到优等品。 6.利用正交试验分析煅烧温度、水固比、粒度三因素的交互影响,结果表明水固比的影响最显著,粒度的影响相对较小。 在实验室回转窑中进行了扩大试验研究,所制得的磷石膏粉抗折强度达到2.78MPa,达到国家标准优等品,完全适合于工业上的生产。为远安磷石膏的开发利用奠定了良好的基础。 通过SEM照片,从微观结构上分析了掺加生石灰的石膏水化产物强度较高的原因主要是晶体间形成相互搭接的网状结构。最后,结合天然石膏的脱水、水化原理分析了磷石膏的脱水、水化机理。


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