淺談磷石膏的利用
一、引言
我國(guó)是一個(gè)磷礦資源比較貧乏的國(guó)家，而且有限的資源分布極不均衡，大部分資源都集中在云南，貴州、四川和湖北四省。在改革開放前，我國(guó)化肥品種單一，宏觀表現(xiàn)是重氮輕磷或者說氮多磷少，其原因也與此有關(guān)。
改革開放后，通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)磷銨生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)家加大磷礦山的開發(fā)力度，高濃度磷肥和復(fù)肥的產(chǎn)量突飛猛進(jìn)。2004年全國(guó)磷銨產(chǎn)量已達(dá)到800萬噸。基本上實(shí)現(xiàn)了磷肥自給，使NPK三種肥料的結(jié)構(gòu)漸趨合理。從而促進(jìn)了科學(xué)種田，科學(xué)施肥和農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。
伴隨磷銨產(chǎn)量的擴(kuò)大將不可避免成倍地產(chǎn)生了工業(yè)廢渣----磷石膏，這是一個(gè)令所有磷銨廠領(lǐng)導(dǎo)深感憂慮的難題。
磷石膏是磷銨廠和磷酸氫鈣廠在生產(chǎn)過程中排出的廢渣。我國(guó)有一百多套磷銨裝置，每年排放的磷石膏超過2000萬噸，由于其中含有有機(jī)磷無機(jī)磷和氟化物而具有一定的毒性。如果不加治理任意排放，不僅占用大量土地增加費(fèi)用而且嚴(yán)重污染環(huán)境。
有研究表明，磷石膏與天然二水石膏化學(xué)成分相同，結(jié)晶形態(tài)相似，硫酸鈣含量為91%---93%，并含有少量游離磷酸，氟及有機(jī)物，放射性元素含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，因此磷石膏可以做為建材制品的原材料。
二、磷石膏的利用途徑
我國(guó)目前有部分高等院校和科研機(jī)構(gòu)及廠礦企業(yè)對(duì)磷石膏的綜合利用做了深入研究。比如四川大學(xué)，安徽工程科技學(xué)院，武漢城市建設(shè)學(xué)院，寧夏建材研究院，北京力博特技術(shù)公司，貴州天峰新型建材公司等。這些單位研究和磷石膏利用途徑基本是兩個(gè)方向五種產(chǎn)品。第一是化工類；利用磷石膏為原料，經(jīng)過一系列制漿過濾，鹽鹽反應(yīng)，蒸發(fā)結(jié)晶，高溫烘干等過程制成硫酸銨和氯化鈣。第二是建材類；利用磷石膏為原料，經(jīng)過凈化煅燒，活化，加壓等工藝分別制成石膏板，砌塊和水泥緩凝劑。
三、工藝路線的比較
1．以磷石膏為原料制備農(nóng)用硫酸銨和工業(yè)氯化鈣，使磷石膏得到了較好治理和利用，但工藝過程較長(zhǎng)，需用設(shè)備較多，一次性投資較大。
2．用凈水洗滌磷石膏，以除去其中可溶鹽和磷酸等雜質(zhì)，然后將磷石膏放入煅燒窯中進(jìn)行煅燒而獲得半水石膏，以半水石膏為原料可制成紙面石膏板等建筑裝飾品材料。工藝過程簡(jiǎn)單，所需設(shè)備不多，但需消耗大量?jī)羲。?jù)實(shí)驗(yàn)，處理一噸磷石膏約需五噸水才能將其中可溶性磷和氟的雜質(zhì)去掉，而且很可能產(chǎn)生二次污染。
3．將磷石膏用中溫煅燒脫水并添加活化劑進(jìn)行激發(fā)，使處理后磷石膏產(chǎn)生很高的早期強(qiáng)度和待續(xù)穩(wěn)定的后期強(qiáng)度，質(zhì)量達(dá)到半水石膏粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9776-88的優(yōu)等品水平，烘干強(qiáng)度達(dá)到30—40MPa，白度達(dá)到80以上，可制成建筑砌塊和板條。這種處理工藝簡(jiǎn)單清潔，操作條件溫和，一次投資不多，很適合大多數(shù)企業(yè)采用，是一種前景很好的處理方法。
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