氟石膏资源化利用探究

氟石膏制硫酸钾的工艺探讨一、引言氟石膏是一种重要的工业原料，广泛应用于水泥、建材、化工等行业。

而硫酸钾作为一种重要的化工产品，具有广泛的用途，如农业、肥料、医药等。

本文将探讨以氟石膏为原料制备硫酸钾的工艺过程。

二、氟石膏的特性及应用氟石膏，也称为氟石膏石，是一种含氟矿石。

其主要成分是硫酸钙和氟化钙。

氟石膏具有较高的热稳定性和化学稳定性，是一种重要的建材原料。

同时，氟石膏还可以作为硫酸钾的原料，通过一系列的工艺过程转化为硫酸钾。

三、氟石膏制硫酸钾的工艺过程1. 氟石膏的破碎和磨细将氟石膏进行破碎和磨细处理，使其颗粒尺寸适合后续反应过程。

可以通过机械破碎和粉碎设备完成此过程。

2. 氟石膏的煅烧经过破碎和磨细后的氟石膏，需进行煅烧处理。

煅烧是指将氟石膏在高温下进行热解，使其分解为氟化钙和硫酸钙。

此过程需要控制好煅烧温度和时间，以保证分解反应的充分进行。

3. 氟化钙的提取煅烧后的氟石膏中生成的氟化钙可通过溶解和过滤等工艺步骤进行提取。

首先，将煅烧后的氟石膏与水进行反应，使氟化钙溶解在水中。

然后，通过过滤将溶液中的固体颗粒分离出来，得到氟化钙溶液。

4. 硫酸钾的生成将氟化钙溶液与硫酸进行反应，生成硫酸钾。

反应方程式为：CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF2HF + K2SO4 → 2KHF2在反应过程中，硫酸与氟化钙反应生成硫酸钙和氢氟酸。

而氢氟酸与硫酸钾反应生成氟化钾和硫酸。

通过此反应，可以实现氟石膏转化为硫酸钾的目标。

5. 硫酸钾的提取和纯化反应生成的硫酸钾溶液需经过提取和纯化过程，以获得高纯度的硫酸钾产品。

一般采用结晶和过滤等技术手段进行提取和分离。

通过反复结晶和过滤，可以得到纯度较高的硫酸钾晶体。

6. 硫酸钾的干燥和包装将纯化后的硫酸钾晶体进行干燥处理，以去除余留的湿分。

干燥后的硫酸钾产品可进行包装，以便储存和运输。

四、工艺优化及应用前景在氟石膏制硫酸钾的工艺过程中，可以通过优化反应条件和提高设备效率，提高硫酸钾的产率和纯度。

废石膏在水泥制备中的资源化利用技术与装备研究摘要：石膏是一种常见的矿产资源，广泛应用于建筑和工业制造领域。

然而，大量的废石膏排放导致了环境污染和资源浪费。

因此，寻找有效的资源化利用技术和装备成为了迫切的需求。

本文综述了目前废石膏在水泥制备中的资源化利用技术与装备研究进展，包括石膏烧结、石膏直接制备水泥熟料、石膏填充料和石膏水泥替代技术等方面。

同时，对于未来的研究方向进行了展望。

1. 引言水泥是建筑领域中最重要的材料之一，广泛应用于混凝土、砌体、路面等建筑物的建设。

然而，水泥的生产过程会产生大量的废石膏，如果不能有效地处理和利用这些废石膏，将会带来环境污染和资源浪费的问题。

因此，研究废石膏的资源化利用技术和装备对于环境保护和资源可持续利用具有重要意义。

2. 石膏烧结技术石膏烧结是将废石膏与其他原料一起烧结成水泥熟料的一种技术。

该技术能够有效地利用废石膏资源，并通过烧结过程中的高温煅烧使其转化为活性成分，提高水泥熟料的强度和活性。

石膏烧结技术在国内外已经得到了广泛的应用，但仍然存在烧结温度过高、烧结时间过长等问题，需要继续进行深入的研究和改进。

3. 石膏直接制备水泥熟料技术石膏直接制备水泥熟料技术是将废石膏直接与水泥原料相混合，并通过煅烧过程将其转化为水泥熟料的一种技术。

该技术具有工艺简单、节能环保等优点，能够高效地利用废石膏资源。

然而，由于石膏烧结过程中的化学反应较为复杂，石膏的直接制备水泥熟料技术仍需要进一步的研究和改进。

4. 石膏填充料技术石膏填充料技术是将废石膏作为水泥胶砂中的填充料使用的一种技术。

废石膏填充料不仅能够有效地利用废石膏资源，还能够改善水泥胶砂的性能，提高水泥制品的质量和使用寿命。

近年来，石膏填充料技术在国内外得到了广泛的应用，但仍然存在填充料与水泥基质的相容性、填充料的加入量等问题，还需要进一步的研究和改进。

5. 石膏水泥替代技术石膏水泥替代技术是将废石膏作为水泥的替代材料使用的一种技术。

浅谈建筑材料的资源化利用摘要：随着建筑业的飞速发展，建筑材料的资源化利用成了世界共同关注的焦点话题。

本文结合国内外对建筑材料的利用经验，以建筑垃圾、电石渣、粉煤灰、氟石膏、建筑固体废弃物及粒化高炉矿渣资源化利用为例，总结了近年来国内外建筑材料资源化利用的情况并进行了初步分析。

关键词：建筑材料资源化利用效果分析建设行业是资源消耗型行业，更是资源综合利用型行业。

因此，建筑业在我国发展循环经济中占据着举足轻重的地位，国家对废弃物循环利用方面制定了诸多政策。

国务院《关于加快发展循环经济的若干意见》（国发〔2005〕22 号）指出“必须大力发展循环经济，按照‘减量化、再利用、资源化’原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，取最大的经济产出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益相统一，建设资源节约型和环境友好型社会”。

《意见》中规定了有关发展循环经济的重点工作和重点环节：“大力开展资源综合利用，最大程度实现废物资源化和再生资源回收利用”。

“再生资源产生环节要大力回收和循环利用各种废旧资源”[1]。

本文综合考虑资源、环境、技术、经济等多方面因素，总结了近年来国内外对建筑材料资源化利用的现状并进行分析。

1 建筑垃圾资源化利用——混合材料水泥随着我国城市建设的加快和建筑业的迅速发展，城市建筑垃圾的数量也急剧增加，据专家测算，每1万m2 建筑产生建筑垃圾约600t，每拆掉1m2 混凝土建筑，就会产生近1 t建筑垃圾。

目前，我国人均建筑垃圾排放量超过0.5t/a，即年产生量已近7亿t[2]。

大量的建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，不但长期占用大量耕地，而且还耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费，对土壤、水源、河道和植被等造成很大的危害，同时，清运和堆放过程中的遗撒和灰尘飞扬等问题，又造成了严重的环境污染。

因此，建筑垃圾资源化循环利用势在必行。

无机氟化工的废渣处理氟石膏又称硫石膏，是氟化盐生产中的主要副产品，每生产1t氢氟酸就有3.6t污水氟石膏生成，因其含有一定量的硫、氟成分而得名。

工业废渣的合理利用是国民经济可持续发展的一项重要内容。

随着铝工业、氟化工和有机工业的迅速发展，对氢氟酸和氟化盐的需求量增加很快，副产品氟石膏也相应增加。

但是，到目前为止，国内尚未较好地解决氟石膏的处理和综合利用问题。

大量的氟石膏被倾入渣场或以料浆的形式泵入江河湖海，不但浪费资源、占用大量耕地，而且影响生态平衡，污染环境。

因此开发利用氟石膏不仅对生产者、使用者有较好的经济效益，更有环境保护和节能意义。

2.1氟石膏的性质氟石膏是一种重要的建筑材料，其主要成分是CaSO4·2 H2O，天然矿床有石膏（或透石膏CaSO4·2 H2O）和硬石膏。

硬石膏即天然的无水硫酸钙，它经常与二水石膏在一个矿体中共生。

人造石膏有磷石膏和氟石膏。

氟石膏是由萤石（CaF2）和硫酸(H2SO4)反应制取氟化氢时所得的副产品。

刚出炉时，其中含有部分硫酸，用石灰乳或粘土矿料浆中和后，经过滤和干燥得氟石膏。

大部分为φ5~25mm的球状颗粒，呈灰白色，以CaSO4·2 H2O和CaSO4形态存在。

其化学成分见表2-15。

用石灰乳中和的氟石膏中含SiO2和Al2O3很低，而以粘土矿中和时，则SiO2和Al2O3含量较高。

氧氟酸反应炉出炉时的氟石膏为无水石膏，在适宜的条件下，经一定的时间，可以转化成二水石膏（CaSO4·2 H2O），其水化历程见表2-16。

从表中可以看出，氟石膏在水化过程中，晶粒形态发生明显的变化，由原来的粒状结构变成针状，片状或板状结构。

颗粒逐渐变粗，晶形逐渐整。

自然堆放的氟石膏（CaSO4），在一定温度，湿度和时间内能转变成石膏（CaSO4·2 H2O）。

经水化后的氟石膏可制取β—型半水建筑石膏。

用加压水溶液或掺加适宜晶核转化剂，能获得α—型半水高强石膏。

氟石膏的用途：氟石膏造粒，氟石膏压球，氟石膏压球机，氟石膏又称硫石膏，是氟化盐生产中的主要副产品，因其含有一定量的硫、氟成分而得名。

是化工厂以萤石(主要是CF2)和硫酸(H2SO4)进行化学反应制取氢氟酸(H2F)的副产品.是一种半水石膏，加水后生成二水石膏而快速凝固，工业上常用作水泥加速凝固剂，可以用来制作建筑材料。

氟石膏用途：氟石膏的用途，氟石膏烘干，氟石膏造粒，氟石膏压球机等等，目前有四种型号：每时8吨、10吨、15吨、20吨，属专用设备经过我厂的氟石膏压球机强制压缩成球，不添加任何粘结剂，产品纯度得到保证。

直接压球，无需后续干燥过程、更有利于现有生产流程的衔接和改造。

颗粒强度高，适合各种运输，减少包装成本，提高产品运输能力。

经过压制后的氟石膏颗粒，是水泥厂做缓凝剂的最佳材料。

进入水泥厂磨机后，不堵料、不粘磨，解决了脱硫石膏下料困难，堵料严重，进入磨机后粘磨、影响磨机产量等问题。

氟石膏处理(disposal of fluorine gypsum)：使氢氟酸生产过程中排出的渣得以充分利用的过程。

萤石和硫酸反应制取氢氟酸时产生含12％～14％的硫酸的残渣，采用石灰乳或粘土矿浆中和，经过滤、干燥成为氟石膏。

产渣量和氢氟酸生产技术有关，每生产1t氢氟酸排出氟石膏4～4.5t。

氟石膏压球，氟石膏压球机：氟石膏的化学成分为(％)：CaO32～38，SO339～50，SiO20.4～0.6，Al2O30.01～2.00，Fe2O30.05～0.25，MgO0.1～0.8，CaF22.5～6.5；灼烧损失(400℃)3.0～19。

氟石膏是重要的工业原料和建筑材料。

可代替天然石膏作各种硅酸盐水泥的缓凝剂，可用作硫酸盐炉渣水泥和矿化剂、建筑砌块、地板和建筑抹面材料，炉渣砖添加剂，加强石膏纤维装饰板和建筑纸面石膏板，陶瓷石膏模具等。

氟石膏具有颗粒细、不需破碎、使用方便、质量稳定的特点。

其应用技术成熟，范围较为广泛。

含钨氟石膏渣综合利用研究钟勇;黄彦强;刘振楠;雷湘;牛磊【摘要】氟石膏渣目前主要是作为工业废渣应用于建筑行业,价值不高.试验研究了含钨氟石膏渣的综合利用处理,采用冶炼分离技术,回收氟石膏渣中的钨,得到人造白钨产品,同时将硫酸钙转变为价值较高的硫酸铵和轻质碳酸钙产品.研究结论既为含钨氟石膏渣的综合利用开辟了一条新的渠道,又为含钨萤石选冶联合处理的可能性提供了依据.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2016(032)005【总页数】4页(P20-23)【关键词】含钨氟石膏渣;综合利用;冶炼分离【作者】钟勇;黄彦强;刘振楠;雷湘;牛磊【作者单位】湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100【正文语种】中文【中图分类】TF803.2氟石膏是氟化盐厂利用萤石和浓硫酸制取氢氟酸后的副产品，因它含有少量尚未反应的CaF2，所以又称为氟石膏。

每生产1 t氢氟酸就有约3.6 t氟石膏生成，我国每年氟石膏产出量在200万t以上。

刚出装置时氟石膏中含有残余的萤石与硫酸，其中氟及硫酸的含量较高，都超过危险废物鉴别标准所规定的限值，属腐蚀性强的有害固体废弃物，对植物、动物和人都具有极大的副作用。

其大部分在稍加中和处理后就作为一般固体废弃物堆存，直接堆存不仅占用土地，还污染土壤和地下水环境。

因此，处理和利用氟石膏，对生态环境具有十分重要的意义［1，2］。

由于生产氟化氢所用的原料酸级萤石纯度很高，反应过程处于无水状态，所副产的氟石膏为无水石膏，其中CaSO4含量很高，达95%以上，而且属于适合生产浇注地板的石膏，在石膏资源中这是一种难得的品级资源。

氟石膏含有SO3，含量高且稳定、易破碎，既可作水泥缓凝剂，又可作矿化剂，因而首先在水泥行业得到应用。

近年来，我国在氟石膏的开发利用上已经从简单、低附加值利用逐渐向高技术、高附加值、深加工方向转化［3］。

废石膏的来源和综合利用方法一、废石膏的来源废石膏是以硫酸钙为主要成分的一种工业废渣。

废石膏呈粉状，主要成分是硫酸钙，含量在百分之80以上，其他成分为硅、铝、铁、镁、钠、钾、磷、硫、钛、锰、铈、碳、氟等元素的氧化物。

废石膏的排放量很大，每生产一吨磷酸约可排出5吨磷石膏。

大量废石膏如不加处置，任意堆存，不但占用大片土地，而且会污染水体和土壤。

例如，氟石膏中氟含量高达百分之3.07，其中百分之2.05是水溶性的，如处置不当，则会危害农业生产和人体健康并威胁牲畜生长繁殖。

废石膏以硫酸钙为主要成分的一种工业固体废物。

废石膏因来源不同而有不同的品种，如用磷酸盐矿石和硫酸制造磷酸产生的废渣为磷石膏，用氟化钙和硫酸制取氢氟酸时生成的石膏为氟石膏，用海水制取食盐过程中产生的石膏为盐石膏，用钛铁矿石制取二氧化钛过程中和用废硫酸进行中和反应所生成的石膏为钛石膏，苏打工业和人造丝工业中用氯化钙和硫酸钠反应生成的石膏为苏打石膏等。

废石膏呈粉末状，一般以料浆形式排出，颗粒直径在5～150微米之间，硫酸钙含量一般在80％以上。

硫酸钙通常有三种结晶形态:二水石膏(CaSO4·2H2O),半水石，硬石膏(CaSO4)。

在废石膏总量中，磷石膏占大多数，由于它是工业废渣，化学成分的含量波动范围很大，表是典型的磷石膏所含的化学成分。

1.1 石膏尾矿石膏尾矿,指石膏矿山采矿过程中排出的含有杂质的低品位石膏矿石。

其石膏含量(二水石膏与无水石膏之和) 一般约55 % ,其余为粘土杂质。

石膏尾矿矿物组成为二水石膏、硬石膏、少量石英、长石、白云石,微量蒙脱石、伊利石、黄铁矿和有机质等。

化学成份主要是CaO 和SO3 ,次为SiO2 、Al2O3 和少量Fe2O3 、MgO、K2O、Na2O 等。

1.2 硬石膏在开采铁矿等矿藏的过程中,会排放出大量伴生硬石膏。

主要矿物是Ⅱ型无水石膏,有时混有少量二水石膏、碳酸盐或粘土等杂质。

硬石膏结晶良好,比二水石膏致密而坚硬,CaSO4 含量一般在80 %以上,品质优良。

利用及时排放的氟石膏（无水）可直接生产新型墙材—石膏空心砌块安徽森科新材料有限公司张庚福氟石膏是用萤石为原料硫酸酸解制取氟化氢所产生的废渣——无水硫酸钙，生产一吨氟化氢将排放工业废渣氟石膏约3.4T，随着氟化氢工业的迅速发展，氟石膏的量会越来越多。

它的综合利用愈来愈受到国家相关政府部门的关注。

氟石膏的堆积会污染环境，环保部门要求氟石膏废渣及时处理不允许积存。

目前大部分氟化氢生产企业将其用于水泥的缓凝剂和矿化剂。

由于水泥生产的季节性特点，制约了氟化氢的正常生产，再之氟石膏废渣用于水泥时的附加值较低——每吨40～60元，其经济效益较差，综合利用渠道不宽。

氟石膏废渣除了直接用于水泥缓凝剂、矿化剂外，它的一般做法是：在有充分水环境下，无水氟石膏浸放三个月后可基本转化为二水硫酸钙，二水硫酸钙经粉碎、煅烧(160～180℃)成为建筑石膏粉（熟石膏，又称半水石膏），按一定的生产工艺可生产纸面石膏板、石膏空心砌块、石膏条板、粉刷石膏等建材产品。

采用上述做法，不言而喻需要大量陈化堆场，还要粉碎和煅烧工艺设备，增加投资，生产成本大幅上升，对该产品市场开拓与竞争产生较大负面影响，一般建设一条煅烧氟石膏设备的工艺生产线，它的投资最少300～400万元，占用土地10～15亩，据了解国内有企业采用了上述工艺，由于投资数大及市场的原因，已基本停止运转。

为了改变上述氟石膏生产工艺的投资大效益差的负面影响，国内已有些研究机构在进行免煅烧氟石膏制品的研究，在实验室取得一些成效，均未能转化成生产力。

我公司受安徽东至天孚化工有限公司委托，利用新鲜无水氟石膏直接生产建材产品——石膏空心砌块的研究，取得了可喜的科研成果，该技术已在本公司的石膏空心砌块生产线上，可直接生产不同规格型号的石膏空心砌块，且各项物理力学性能指标均符合JC/T698-2010的要求，为此，特向大会汇报，以便与我们的业界人士共享其成果。

氟石膏与天然硬石膏化学组成相似，都属于Ⅱ型无水石膏，因此其水化机理与水化活性也相似，国内外传统理论认为-硬石膏的水化过程是一个“溶解-结晶-再生长”的过程：溶解1 析晶生长CaSO4+H2O Ca2++SO42-+H2O CaSO4·2H2O(晶核) CaSO4·2H2O（晶体）溶解2随着硬石膏的溶解，液相中Ca2+和SO42-离子浓度增加，当离子浓度达到临界过饱和度时，便开始形成二水石膏晶核。

氟石膏生产腻子粉的研究氟石膏是一种常见的建筑材料，广泛应用于墙面装饰和修补。

腻子粉作为一种重要的建筑涂料材料，被用于填充墙面的不平整和缺陷，并提供光滑均匀的表面。

本文将对氟石膏生产腻子粉的研究进行全面详细的介绍。

一、氟石膏的特性氟石膏是由天然石膏经过化学处理得到的一种特殊材料。

它具有良好的耐水性、耐候性和抗裂性能，能够有效地防止墙面出现龟裂和起皮现象。

氟石膏还具有较高的附着力和耐久性，使得其成为理想的建筑装饰材料。

二、腻子粉的功能1. 填补墙面缺陷：腻子粉可以填充墙面上的裂缝、凹坑等不平整部分，使墙面表面更加平滑。

2. 提供均匀表面：通过使用适当颗粒大小和质地均匀分布的腻子粉，可以得到光滑、均匀的墙面表面。

3. 增加涂层附着力：腻子粉能够增加涂层与墙面的附着力，提高涂料的耐久性和稳定性。

三、氟石膏生产腻子粉的关键技术1. 原料选择：选择适当质量的氟石膏作为主要原料，并添加适量的填料和助剂，以提高腻子粉的性能。

2. 粉碎工艺：通过采用合适的粉碎设备，将氟石膏和其他原料进行细碎，以得到所需颗粒大小的腻子粉。

3. 混合工艺：将细碎后的氟石膏和其他原料进行充分混合，并控制混合比例和时间，以确保各种成分均匀分布。

4. 烘干工艺：将混合好的材料进行烘干处理，去除其中的水分，以提高腻子粉的稳定性和耐久性。

5. 包装工艺：将烘干后的腻子粉进行包装，并严格控制包装质量，确保产品在运输和储存过程中不受到损坏。

四、氟石膏生产腻子粉的优势1. 耐久性：由于氟石膏具有良好的耐水性和耐候性，生产的腻子粉具有较长的使用寿命。

2. 环保性：氟石膏是一种天然材料，无毒无害，对人体和环境无污染。

3. 施工方便：由于氟石膏生产的腻子粉具有良好的流动性和可塑性，施工过程中易于操作和调节。

4. 经济实用：与其他建筑涂料相比，氟石膏生产的腻子粉价格相对较低，经济实用。

五、结论通过对氟石膏生产腻子粉的全面详细介绍，我们可以得出以下结论：1. 氟石膏是一种理想的建筑装饰材料，具有良好的耐水性、耐候性和抗裂性能。