转晶剂对磷石膏制备无水硫酸钙影响的研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0301

摘要/Abstract

摘要：

磷石膏（PG）产生量大、资源化利用困难，严重影响磷化工行业的发展。为提高PG应用附加值，以除杂后的PG为原料，以NaCl和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）为转晶剂，采用常压盐溶液法制备高白度无水CaSO₄。通过SEM、XRD、FT-IR、粒度分析仪等分析方法研究转晶剂对无水CaSO₄制备的影响。结果表明：当NaCl质量分数为15%、EDTA-2Na质量分数为0.5%时，PG结晶水脱水时间由120 min缩短至40 min，脱水效果显著；同时，无水CaSO₄晶体粒度分布均匀，颗粒表面完整，D₅₀为5.26 μm，白度值为92.5%，P₂O₅质量分数仅为0.045%。这主要是因为非晶格Na⁺降低了体系中水的活度，促进PG脱水转晶及杂质脱除；EDTA-2Na中羧基基团与石膏晶体表面的Ca²⁺发生配位形成的配位离子层可调控无水CaSO₄晶体生长，修饰晶面。

关键词: 磷石膏, 转晶剂, 无水CaSO₄, 常压盐溶液法

Abstract:

The production of phosphogypsum（PG） is large，and its resource utilization is difficult，which seriously affects the development of phosphorus chemical industry.In order to improve the added value of PG application，anhydrous CaSO₄ with high whiteness was prepared by normal pressure salt solution method with PG as raw material，NaCl and EDTA-2Na as crystallization agents.The effect of crystal transition agent on the preparation of anhydrous CaSO₄ was studied by SEM，XRD，FT-IR and particle size analyzer.The results showed that when the mass fraction of NaCl was 15% and the mass fraction of EDTA-2Na was 0.5%，the dehydration time of PG crystal water was shortened from 120 min to 40 min，and the dehydration effect was remarkable.At the same time，the particle size distribution of anhydrous CaSO₄ crystal was uniform，the particle surface was complete，the D₅₀ was 5.26 μm，the whiteness was 92.5%，and the P₂O₅ content was only 0.045%.It was mainly because non-lattice Na⁺ reduced the activity of water in the system，and promoted the dehydration，crystallization and impurity removal of PG.The coordination ion layer formed by the coordination between carboxyl groups in EDTA-2Na and Ca²⁺on the surface of gypsum crystal could regulate the growth of anhydrous CaSO₄ crystal and modify the crystal face.

Key words: phosphogypsum, crystal modifier, anhydrous CaSO₄, normal pressure salt solution method

中图分类号:

TQ177.3

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图/表 12

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参考文献 23

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样品	w（SO₃）	w（CaO）	w（SiO₂）	w（P₂O₅）	w（F）	w（Fe₂O₃）	w（Na₂O）	w（Al₂O₃）	w（MgO）	w（TiO₂）	白度值
原料PG	55.23	37.00	5.17	0.88	0.47	0.333	0.053	0.37	0.053	0.083	32.5
预处理PG	56.84	42.22	0.08	0.60	—	0.015	0.051	0.062	—	0.026	70.9

样品	Span值	样品	Span值
a	2.39	c	2.32
b	2.31	d	1.86

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