磷石膏原材料

磷石膏主要有灰黑色和灰白色两种，颗粒直径一般为 5～50μm，结晶水含量 20%~25%。磷石膏是湿法磷酸工艺中产生的固体废弃物，其组分主要是二水硫酸钙。磷石膏的组成比较复杂，除硫酸钙以外，还有未全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物等，其中氟和有机质的存在对磷石膏的资源化利用影响大。磷石膏的随意排放堆积严重破坏了生态环境，不只污染地下水资源，还造成土地资源的浪费。

组成。磷石膏多呈板状，根据生产工艺的不同，磷石膏中二水硫酸钙和半水硫酸钙的比例也不相同，但主要组成以二水硫酸钙为主，还含有少量的磷酸、氟等杂质，另外还含有一些放射性元素。

特性。磷石膏通常是灰黑色或灰白色，只有少数对生产条件严格工厂的产生的磷石膏杂质少，颜色比较浅，有时呈白色。磷石膏主要物相是二水硫酸钙，晶体的晶型有针状、单分散板状、多晶核和密实四种形态，其中以板状晶体为主。磷石膏的胶凝性能低于天/然石膏，胶结性能不入天/然石膏，粘滞性、流动性也比天/然石膏差，磷石膏浆体凝结时间长，并具有的腐蚀性。 磷石膏在水中的溶解小，随着温度的升高溶解度下降，层间的透水性能，是一种应变软化材料。磷石膏的粒径大小比例比较集中，杂质的含量与晶体的形貌与磷矿石有很大的关系，磷石膏的晶型越规则，磷石膏的粒径就越大，杂质含量相对就越少。

杂质。磷石膏中的杂质是指除了硫酸钙以外的组分，包括少量未全分解的磷矿、残留的磷酸以及氟化物、酸不溶物、铁铝化合物等。根据磷石膏中杂质的物理特性，可以将杂质分为三类：第/1类为可溶性杂质；第/2类为难溶性杂质；第/3类为放射性杂质。其中可溶性杂质对环境的危害大，随雨水透到土壤中污染环境；对于不溶杂质而言，影响相比较弱。难溶性杂质含量较高，种类不一。

除杂方法。因为磷石膏中含有磷、氟物等杂质，在综合利用磷石膏之前，需要对磷石膏进行预处理除去其杂质，改变磷石膏的物化性能。当前磷石膏除杂方法主要有化学法、物理法和热处理等方法。

化学法。磷石膏化学处理方法是通过添加化学试剂与杂质反应生成沉淀分离除去，或者生成惰性物质，在后期处理过程中除去。通过向磷石膏中加入熟石灰、石灰石、生石灰等碱性物质来溶解磷石膏中的可溶磷、氟等杂质，同时增加了磷石膏的 pH 值，使可溶性磷和氟转化为惰性物质。由于的磷石膏的杂质因磷矿石不同含量波动比较大，在化学法处理之前需要进行预处理工艺。有学者使用硫酸作为浸提剂，实验条件：温度 88℃，浸取时间 45 min，硫酸质量分数为 30%，固含量 0.43 g/mL，经测试磷石膏的氟除去率可达 84.5%，同时可以提高磷石膏的白度。

物理法。物理除杂方法主要有水洗、浮选、球磨等。在物理除杂中水洗的除杂方法，可以的除去磷石膏中的可溶性杂质。为了以免二次污染，洗涤过的污水进一步预处理才可排放。研究水洗处理工艺条件对磷石膏中 P2O5含量的影响，得到在优工艺条件下，水洗处理后磷石膏中 P2O5 质量分数降至 0.1%以下。

浮选是根据磷石膏杂质颗粒表面物理化学性质的不同，从磷石膏中分离出杂质的一种方法。磷石膏浮选一般采用石灰中和后，同时添加浮选药剂调控矿物表面的疏水性。经过浮选可脱出磷石膏中可溶盐和不溶性杂质，从而提高磷石膏的白度和纯度。

热处理法。热处理法是通过高温处理磷石膏，除去其中的有机质和共晶磷。磷石膏经过高温煅烧，共晶磷转化为焦磷酸盐，氟杂质经过高温处理挥发出去。热处理法的缺点是能耗大、热方式相比，具有加热速度很快，加热均匀，反应特点。磷石膏热处理后其性能和品煅烧温度高、时间较长。其缺点限制了其广的应用。闪烧法是出现的新的热处理方法，和传统的加位都有很大的提高，因此热处理是处理磷石膏的方式。