蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0303

无机盐工业 ›› 2022, Vol. 54 ›› Issue (3): 91-96.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0303

蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

陈金文^1,²(),易芸^1,³,张慧⁴,刘飞^1,²,杨林^1,²(),曹建新^1,³()

1.贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025
2.贵州省工业废弃物高效利用工程研究中心
3.贵州省绿色化工与清洁能源技术重点实验室
4.贵州省产品质量检验检测院

收稿日期:2021-05-25 出版日期:2022-03-10 发布日期:2022-03-18
作者简介:陈金文（1996— ）,男,硕士,研究方向为绿色化工与矿产资源化利用;E-mail： jwchen86@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划(2018YFC1900202);贵州省科技计划项目(黔科合平台人才[2019]5703);贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2021]一般489)

Effect of autoclave parameters and impurities on preparation of α-hemihydrate gypsum from phosphogypsum

CHEN Jinwen^1,²(),YI Yun^1,³,ZHANG Hui⁴,LIU Fei^1,²,YANG Lin^1,²(),CAO Jianxin^1,³()

1. School of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China
2. Engineering Research Center for High Efficiency Utilization of Industrial Waste of Guizhou Province
3. Key Laboratory of Guizhou Province for Green Chemical Industry and Clean Energy Technology
4. Guizhou Institute of Products Quality Inspection & Testing

Received:2021-05-25 Published:2022-03-10 Online:2022-03-18

摘要/Abstract

摘要：

通过分析磷石膏蒸压后样品的物相组成、相对结晶度、烘干抗压强度、微观形貌,研究了蒸压温度、保温时间、液固比、杂质等因素对磷石膏蒸压制备α-半水石膏的影响。结果表明：磷石膏蒸压后所得样品的烘干抗压强度与α-半水石膏晶体的相对结晶度呈正相关关系;在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3~5 h、液固质量比为0.25条件下,所得α-半水石膏的相对结晶度高、烘干抗压强度大、晶体微观形貌完整且长径比小;磷石膏中的杂质会对蒸压样品的力学强度产生影响,将磷石膏水洗处理后,在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3 h、液固质量比为0.25条件下,可制得2 h抗折强度为7.3 MPa、烘干抗压强度为32.8 MPa的α-半水石膏,该α-半水石膏符合JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α30强度等级的要求。

关键词: 磷石膏, α-半水石膏, 蒸压, 相对结晶度, 强度

Abstract:

By analyzing the phase composition,relative crystallinity,drying compressive strength and microscopic morphology of the samples after autoclaving of phosphogypsum,the effect of autoclavic temperature,holding time,liquid-solid ratio and impurities on the preparation of α hemihydrate phosphogypsum by autoclavic compaction was studied.The results showed that the drying compressive strength of the samples obtained after autoclaving of phosphogypsum was positively correlated with the relative crystallinity of α hemihydrate gypsum crystals.When the autoclaved temperature was 130 ℃,the holding time was 3~5 h,and the liquid-solid ratio was 0.25,the obtainedα-hemihydrate gypsum had high relative crystallinity,high drying com-pressive strength,complete crystal micromorphology and small aspect ratio.Impurities in phosphogypsum would affect the me-chanical strength of autoclaved samples.After the phosphogypsum was washed with water,the α hemihydrate gypsum with a 2 h flexural strength of 7.3 MPa and a drying compressive strength of 32.8 MPa could be prepared under the conditions of au-toclaved temperature of 130 ℃,holding time of 3 h and liquid-solid ratio of 0.25,which was in line with the requirement of α30 strength grade in JC/T 2038—2010“α-type high strength gypsum”.

Key words: phosphogypsum, α-hemihydrate gypsum, autoclaved, relative crystallinity, strength

中图分类号:

TU528.47

陈金文,易芸,张慧,刘飞,杨林,曹建新. 蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响[J]. 无机盐工业, 2022, 54(3): 91-96.

CHEN Jinwen,YI Yun,ZHANG Hui,LIU Fei,YANG Lin,CAO Jianxin. Effect of autoclave parameters and impurities on preparation of α-hemihydrate gypsum from phosphogypsum[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2022, 54(3): 91-96.

图/表 10

表1

图1

图2

图3

图4

图5

表2

图6

表3

图7

参考文献 15

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石膏样品	化学成分及质量分数/%
石膏样品	CaSO₄·2H₂O	Al₂O₃	SiO₂	MgO	Fe₂O₃	w-P₂O₅	w-F
PG	92.00	0.20	3.66	0.07	0.13	0.78	0.10
WPG	95.19	0.10	3.21	0.01	0.07	0.08	0.01
NPG	85.58	—	—	—	—	—	—

石膏原料	各物相质量分数/%
石膏原料	CaSO₄·2H₂O	CaSO₄·0.5H₂O	CaSO₄
PG	1.37	90.63	—
WPG	12.28	82.91	—
NPG	—	81.16	4.42

石膏原料	标准稠度需水量/%	凝结时间/min		力学强度/MPa
石膏原料	标准稠度需水量/%	初凝	终凝	2 h抗折强度	烘干抗压强度
PG	52	7	8	3.3	21.5
WPG	36	5	6	7.3	32.8
NPG	49	18	19	3.8	17.3

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