利用磷石膏合成硅灰石的研究.pdf

1、磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，是化學(xué)工業(yè)中排放量最大的固體廢棄物之一，磷石膏中的CaSO4·2H2O含量一般高達(dá)90％以上，是一種重要的再生資源，但是，磷石膏中含有磷、氟及有機(jī)物等諸多有害雜質(zhì)，使其不能直接利用，且對大氣和地下水造成的污染威脅尤為突出并日益嚴(yán)重。磷石膏的綜合利用，對環(huán)境安全、資源有效利用及磷肥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展均具有巨大的商業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文以工業(yè)廢棄物磷石膏為原料，外加還原劑焦炭及石英粉，通過高

2、溫煅燒完成了磷石膏的分解和硅灰石的合成兩個過程。通過實(shí)驗(yàn)初步探討了磷石膏的分解機(jī)理及影響因素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了工藝條件(包括溫度、還原劑含量、保溫時間、堆積狀態(tài)及雜質(zhì)等)對磷石膏分解及硅灰石合成的影響。利用樣品表觀失重率及磷石膏的分解率來表征磷石膏分解及硅灰石的合成情況。通過XRD、SEM及化學(xué)方法對合成的硅灰石進(jìn)行測試，對其性質(zhì)進(jìn)行了初步探討。研究了整個實(shí)驗(yàn)過程中硫的存在方式及影響尾氣中SO2量的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：磷石膏分解反

3、應(yīng)是氣-固反應(yīng)，溫度是影響磷石膏分解及硅灰石合成的最主要因素，其次是還原劑的含量，雜質(zhì)、保溫時間和堆積狀態(tài)對磷石膏的分解有一定的影響但并不是很顯著。利用磷石膏合成硅灰石的最佳工藝條件為1200℃、保溫時間150min、焦炭含量7％。在此條件下得到的硅灰石由于其中雜質(zhì)的存在而呈米黃色，經(jīng)XRD分析為α-CaSiO3，俗稱高溫型假硅灰石。其化學(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定，可以溶于10％的硫酸而生成硫酸鈣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后硫以SO2、單質(zhì)S及少量未分解完全的Ca