磷石膏的综合利用技术

doi:

10.3963/

j.issn.1674-6066.2018.04.010磷石膏的综合利用现状及建议

田

键1,2,苑跃辉

1,黄志林

1,朱艳超

1,2

(

1.

湖北大学材料科学与工程学院,武汉430062;

2.

湖北大学天沭新能源材料工业研究设计院,武汉430062)

摘

要:

总结并简述了我国磷石膏综合利用现状及最新趋势。磷化工产业的发展导致磷石膏的大量堆积,现已造

成了严重的环境污染,也给磷化工产业的发展造成了巨大障碍,目前我国对环境的保护力度越来越大,所以对磷石膏

的综合利用也迫在眉睫。磷石膏在制硫酸联产水泥、水泥缓凝剂、建材领域及土壤调理剂等领域有广泛的利用潜力,

其中制硫酸联产水泥是最具价值的方向。

关键词:

磷石膏;

环境保护;

综合利用;

制硫酸联产水泥;

石膏建材

StatusandPros

pectofCom

prehensiveUtilizationofPhos

pho

gypsum

TIANJian1,2,

YUANYue-hui1,

HUANGZhi-lin1,

ZHUYan-chao1,2

(

1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,

HubeiUniversity,

Wuhan430062,

China;

2.TianshuNewEnergyMaterialsIndustryResearch&DevelopmentInstitute,

HubeiUniversity,

Wuhan430062,

China)

Abstract:

TheworkandnewtrendofcomprehensiveutilizationofphosphogypsuminChinaaresummarized.The

developmentofphosphoruschemicalindustryleadstoalargeaccumulationofphosphogypsum,

whichhascausedseri-

作者简介:张朝(19752),男,浙江省舟山市人,工程师,工学学士,主要从事化工类新产品开发工作收稿日期:2006208222环保与三废利用

浅析磷石膏的综合利用

张　朝

(浙江巨化建化有限公司,浙江衢州　324004)

摘　要:对磷石膏在建材、化工、化肥、农业等行业的应用情况进行了叙述,指出了目前磷石膏利用存在的主要问题,并提出了发展建议。 关键词:磷石膏;综合利用;建议 中图分类号:X78113 文献标识码:A 文章编号:167129905(2007)0220054203

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废

渣,其主要成分为CaSO4・2H2O,一般为浅灰色粉状

固体,含水量20%～30%。通常每生产1t(P2O5计)磷酸将产生5t左右的磷石膏。国内对磷酸铵

和高浓度磷复合肥需求的不断增长,促进了湿法磷

酸工业的发展,由此也产生了大量的磷石膏。

我国磷石膏的应用研究起步较晚,目前主要应

用于建材、化工、化肥、农业等几个行业。据了解,目

前国内每年新增磷石膏在1000万t以上,而利用水

平却较为低下,相当数量的磷石膏还是采取直接堆

放的形式进行处置,不但占用了大量的土地,给生产

企业带来了沉重负担,同时也带来了较大的环境污

染。因此,磷石膏的资源化利用已成为磷肥行业实

现可持续发展的关键。

1　在建材行业上的应用

111　水泥生产上的应用[1～4]

11111　用作矿化剂

水泥生产中,在生料中加入适量的SO3和F-

可起到矿化作用,通过活化二氧化硅来降低液相的

形成温度,改善熟料的矿物组成,在实际生产中通常

是加入硫酸钙和氟化钙。磷石膏主要成分是二水硫

酸钙及少量的氟化钙,无需预处理就可直接作为矿

化剂使用,同时还含有少量P2O5,在生产过程中对

C3S的形成及游离氧化钙的吸收有促进作用。据报

道,辽宁省建材科研所等单位通过实践证明,磷石膏

的矿化作用略优于天然石膏,可达到提高水泥熟料

的质量,降低熟料烧成温度的效果。11112　用作缓凝剂

水泥生产中需要大量的石膏作为缓凝剂,以调

磷石膏资源利用进展

摘要: 本文综述了废弃物磷石膏的产生和含有的杂质对其再利用的影响，以及

磷石膏的应用情况，分析了磷石膏在应用发展中存在的问题并提出现有的一些资源利用创新技术。对磷石膏的综合利用，既能充分对磷石膏再次资源化，还能消除磷石膏堆积对环境造成的负面影响。

关键词：磷石膏；资源；利用

引言

磷石膏是硫酸分解磷矿(Ca5(PO4)3F)、萃取磷酸(即湿法磷酸)过程中的副产物，制取1t磷酸(以100% P2O5计) 副产物磷石膏约5t。其反应式如下:

Ca5(PO4)3F + 5H2SO4+ 10H2O→3H3PO4+5CaSO4・2H2O↓ + HF

磷石膏外观为浅灰白色或黑灰色细粉状固体，主要成分为CaSO4・2H2O，与天然石膏相似，一般含游离水20%以上。磷石膏中还含有少量未分解的磷矿、未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质以及放射性物质铀、镭等多种杂质。

国内外研究证明，磷石膏建材资源化是实现其有效利用的最主要途径[1~2]，但是全球对磷石膏在建材上的利用还不到产出的15%，主要原因就是磷石膏中含有少量的磷、氟、有机物等有害杂质，它们会对产品质量有负面影响，使其不能直接用于生产建材。如磷石膏应用于水泥和墙面抹灰材料，磷石膏中的磷酸盐和氟的存在会影响其机械强度和凝结时间[3]。因此，除去磷石膏中的有害物质就尤为重要，一些降低或消除有害物质的负面影响的方法应运而生。如在磷石膏产品上加入抗微生物剂来抑制霉菌增长，加石灰来增加混有磷石膏的水泥的凝结时间等[4]。

目前世界磷石膏年产量为1.0～2.8亿t[5]，我国磷石膏累计堆存量已超过1亿t，但对磷石膏再利用程度远远不够。随着磷化工生产规模的不断扩大，愈来愈多磷石膏的储存不仅占用大量土地，而且容易造成大气、水等环境污染，国家环保总局已将磷石膏定性为危险废弃物[6]。在国务院2021年节能减排工作计划中，磷石膏的综合利用被列为资源化重点工程，搞好磷石膏的综合利用和无害化处理成为磷肥行业的重要任务。因此，积极发展磷石膏在工业上的应用是条重要途径。

采　

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