磷石膏焙烧法制备β-半水石膏

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0034

摘要/Abstract

摘要：

针对磷石膏焙烧制备β-半水石膏过程中温度、时间等关键热工参数控制困难、能耗高的问题，采用静态焙烧和多级动态焙烧两种焙烧方式进行对比，探索磷石膏及浮选纯化后的磷石膏焙烧制备β-半水石膏的最佳热工参数和技术指标。结果表明：纯化磷石膏采用多级动态焙烧制备出的石膏产品在β-半水石膏含量和力学性能方面均优于磷石膏原样。纯化磷石膏在180 ℃下动态焙烧60 min，可得到β-半水石膏质量分数为87.45%的产品，其初凝、终凝时间分别为3、9 min，2 h抗折抗压强度分别达到3.5、7.8 MPa，满足GB/T 9776—2022《建筑石膏》3级品要求，可以用于建筑石膏行业。

关键词: 磷石膏, 浮选, 焙烧, β-半水石膏

Abstract:

In view of the difficulties in controlling temperature，time and other key thermal limits in the process of roasting phosphogypsum to prepare β-hemihydrous gypsum and high energy consumption，static roasting and multistage dynamic roasting were compared to explore the best thermal constants and technical indexes of phosphogypsum and phosphogypsum roasting after purification by flotation to prepare β-hemihydrous gypsum.The results showed that the content and mechanical properties of β-hemihydrate gypsum products prepared by multistage dynamic roasting purified phosphogypsum were better than original phosphogypsum.After the purified phosphogypsum was roasted at 180 ℃ for 60 min，β-hemihydrate gypsum content of 87.45% was gained.The initial and final setting time remained 3 min and 9 min，respectively，and the 2 h flexural and compressive strength reached 3.5 MPa and 7.8 MPa，respectively，which met the requirements of national standard Grade 3 products and could be used in the construction gypsum industry.

Key words: phosphogypsum, flotation, roasting, β-hemihydrate gypsum

中图分类号:

TQ132.32

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图/表 17

表1

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参考文献 20

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w（SO₃）	w（CaO）	w（SiO₂）	w（P₂O₅）	w（Na₂O）	w（MgO）	w（SrO）	w（BaO）	w（TiO₂）	w（CuO）
51.68	40.43	3.92	1.39	0.552	0.183	0.093 6	0.081 5	0.079 9	0.003 9
w（S _x ）	w（Ca）	w（Si）	w（P _x ）	w（Na）	w（Mg）	w（Sr）	w（Ba）	w（Ti）	w（Cu）
20.69	28.91	1.83	0.608	0.410	0.110	0.079 1	0.073 0	0.047 9	0.003 1

w（SO₃）	w（CaO）	w（SiO₂）	w（P₂O₅）	w（Na₂O）	w（MgO）	w（SrO）	w（BaO）	w（ZrO₂）	w（CuO）
53.07	44.22	0.65	0.85	0.44	0.098 8	0.10	0.12	0.005 8	0.003 2
w（S _x ）	w（Ca）	w（Si）	w（P _x ）	w（Na）	w（Mg）	w（Sr）	w（Ba）	w（Zr）	w（Cu）
21.25	31.62	0.30	0.37	0.33	0.059 6	0.09	0.11	0.004 3	0.002 6

样品	D10	D25	D50	D75	D90	D［3，2］	D［4，3］
β-半水石膏^a	3.44	6.61	15.58	34.67	57.85	8.66	26.84
β-半水石膏^b	2.61	4.37	9.52	19.95	34.40	6.17	14.94

样品条件	w（附着水）	w（CaSO₄·2H₂O）	w（水溶性P₂O₅）	w（水溶性Na₂O）	w（水溶性MgO）	w（F^-）	w（Cl^-）
磷石膏原样未焙烧	1.15	88.35	0.87	0.26	0.09	0.79	0.01
原样180 ℃焙烧1 h	0.10	90.53	0.81	0.23	0.09	0.77	0.001
纯化磷石膏未焙烧	0.33	98.21	0.035	0.10	0.01	0.07	0.01
纯化磷石膏180 ℃ 焙烧1 h	0.02	98.49	0.033	0.01	0.01	0.07	0.001
国标一级限值	≤15	≥90	≤0.20	≤0.05	≤0.10	≤0.10	≤0.05

样品	稠度/%	初凝时间/min	终凝时间/min	抗折强度/MPa	抗压强度/MPa
磷石膏原样	55	4	11	2.1	3.8
纯化磷石膏	55	3	9	3.5	7.8
国标4级品	—	≥3	≤30	≥4.0	≥8.0
国标3级品	—	≥3	≤30	≥3.0	≥6.0
国标2级品	—	≥3	≤30	≥2.0	≥4.0

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