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(guò)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(duì)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(duì)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(guò)高

2、溫煅燒完成了磷石膏的分解和硅灰石的合成兩個(gè)過(guò)程。通過(guò)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(shí)間、堆積狀態(tài)及雜質(zhì)等)對(duì)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(lái)表征磷石膏分解及硅灰石的合成情況。通過(guò)XRD、SEM及化學(xué)方法對(duì)合成的硅灰石進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了初步探討。研究了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)間和堆積狀態(tài)對(duì)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(shí)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(chēng)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