磷石膏预处理与综合利用研究进展

朱志伟; 何东升; 陈飞; 张可成; 王乾元; 张泽强

doi:10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.04.004

磷石膏预处理与综合利用研究进展

武汉工程大学兴发矿业学院，湖北武汉 430073

基金项目: 湖北省技术创新专项（对外科技合作类）项目资助

详细信息

作者简介: 朱志伟(1996-), 男, 在读硕士研究生

通讯作者: 何东升(1979-), 男, 博士, 教授, 从事矿物分选、固废资源利用研究工作。Email:csuhy@126.com

中图分类号: X754

收稿日期: 2019-04-20

刊出日期: 2019-08-25

Research Progress on Pretreatment and Comprehensive Utilization of Phosphogypsum

Xingfa Mining School of Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei, China

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Corresponding author: HE Dongsheng, csuhy@126.com

Received Date: 20 April 2019

Publish Date: 25 August 2019

摘要

摘要:
磷石膏的大量堆存，不仅会对企业带来经济负担，而且会对环境造成污染。阐述了磷石膏中的杂质类型及其预处理的方法，其中磷、氟类杂质可通过水洗、酸碱中和改性、筛分、煅烧等方法去除，有机物类杂质通过水洗、浮选、煅烧、陈化等方法脱除，钠、钾类碱金属可用适量石灰来抑制；介绍了磷石膏的综合利用研究进展，包括生产硫酸、硫酸钙晶须、硫酸钾、硫酸铵、造纸填料和涂布颜料、建筑原料及产品、纳米羟基磷灰石，作为土壤改良剂、肥料、筑路材料、充填材料，回收硫、稀土元素。磷石膏综合利用前景广阔，但需要努力的方面还很多，要加快磷石膏的资源化合理利用，实现经济效益和环境保护的双赢。
- 磷石膏 /
- 杂质 /
- 预处理 /
- 利用
Abstract:
The massive accumulation of phosphogypsum will not only bring economic burden to the enterprise, but also pollute the environment. The types of impurities in phosphogypsum and their pretreatment methods were expounded, phosphorus and fluorine impurities can be removed by water washing, acid-base neutralization, sieving, calcination, etc., and organic impurities are removed by washing, flotation, calcination, aging, etc., sodium and potassium alkali metal salt impurities can be inhibited by adding appropriate amount of lime. The research progress of comprehensive utilization of phosphogypsum is introduced, including the production of sulfuric acid, calcium sulfate whiskers, potassium sulfate, ammonium sulfate, paper filler and coating pigment, building materials and products, nano-hydroxyapatite, as soil amendments, fertilizer, subgrade material, filling material, recovery of sulfur, rare earth elements. The prospect of comprehensive utilization of phosphogypsum is broad, but there are still many aspects that need to be studied. It is necessary to speed up the rational resourceful utilization of phosphogypsum and achieve a win-win situation in economic benefits and environmental protection.
- phosphogypsum /
- impurities /
- treatment methods /
- utilization

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图 1 磷石膏两步法生产硫酸钾工艺流程示意图

Figure 1.

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图 2 磷石膏制硫酸铵工艺流程图

Figure 2.

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图 3 磷石膏制硫酸联产水泥工艺流程

Figure 3.

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表 1 磷石膏的杂质种类、存在形式及危害

Table 1. Types, forms and hazards of impurities in phosphogypsum

杂质种类	存在形式	危害
磷类	H₃PO₄、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、共晶磷(CaHPO₄·H₂O)、磷酸络合物(与Fe、Al、碱金属等)、未分解的磷灰石	水化预处理时，阻碍磷石膏水化，导致产品结构疏松，强度降低
氟类	F^-、CaF₂、SiF₆^2-、NaAlF₆、CaSiF₆	可溶氟有促凝作用，当其质量分数超过0.3%时，会导致水化产物晶体粗化，结构疏松，强度减小
有机物类	固有的有机物、加入的有机添加剂(乙二醇甲醚乙酸酯、3-甲氧基正戊烷等)	呈絮状，覆盖在晶体表面，加大磷石膏作为建材用途时的需水量，导致制品结构疏松，强度降低^[3]
其他	Na⁺、K⁺、硅、金属与磷酸盐形成的络合物、放射性元素(砷、氡、钍、汞、铅等)	钠、钾类碱金属盐使干燥后的石膏制品表面析晶；放射性元素对环境破坏大

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