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2003年第l0卷第4期化工生产与技术ChemicalProductionandTechnology·33·

磷石膏综合利用的现状和研究进展

郑苏云陈通郑林树-
巨化集团技术中心，浙江衢州324004；2．浙江衢州市环境保护科学研究所，浙江衢州324004)

摘要介绍磷石膏的利用情况和研究进展。利用磷石膏作水泥缓凝剂、生产硫酸联产水泥
的工艺日臻成熟，利用磷石膏生产石膏建筑材料、硫酸钾、硫酸铵和碳酸钙的技术已进入
工业化阶段。磷石膏还可用于制硫脲、氯化钙和复合肥、活性硅酸钙及做建筑胶材料、加固
软土地基等。另外，在农业上也有广泛的用途。
关t词磷石膏综合利用现状研究进展

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废水泥强度，而且使水泥的后期强度比用天然石膏还
渣。其主要成分是二水硫酸钙，此外，还含有少量高，且能降低生产水泥的成本】。据报道，l999年8
未分解的磷矿粉，未洗涤干净的磷酸、磷酸铁、月安徽省铜陵化学工业集团100t／a利用磷石膏生
磷酸铝和氟硅酸盐等杂质。通常每生产1t磷酸约产水泥缓凝剂的工艺生产线建成投产。产品的韧凝、
排放5t左右的磷石膏。目前全世界磷石膏的年排终凝、抗折、抗压强度均达到了国索标准要求。另
放量非常可观，在150Mt以上。我国磷石膏的年排外，陕西华县化工建材厂也建成了30t／a的水泥缓
放量也达到了20Mt“。这不仅占据了大量土地，而凝剂生产装置】。
且还污染了环境。磷石膏综合利用工艺研究，一直
2作石膏建筑材料【】
是国内外环保领域的重要课题。长期来，人们都致
力于研究磷石膏的有效利用。磷石膏中的二水硫酸钙必须转变成半水硫酸钙
才可用于作石膏建筑材料。半水石膏有a和B2
1作水泥缓凝剂
种。前者称为高强石膏，后者称为燕石膏通常半
水泥生产中需要大量的石膏作为延长凝固时水石膏结晶粗大、整齐、致密，有一定白孽结晶形状；B一
间的缓凝剂。目前我国水泥行业中所用的缓凝剂大
部分为天然石膏，年耗量约20Mt／atz】。磷石膏一般
呈酸性，还含有水溶性五氧化二磷和氟，不能直接这一性质可将石膏加工成天花板、外墙钩内部隔热
作水泥缓凝剂使用，需要经过预处理，去除杂质或板、石膏覆面板及花饰等各种建筑材料。以半水
改性。磷石膏制水泥缓凝剂的工艺主要是洗涤去除石膏为原料，可生产石膏板等石膏制品。
杂质或经过改性处理。预处理可采用水洗法，先将由磷石膏制取半水石膏的工艺流程大体上分2
磷石膏加水调成含5％的固体浆料，再经真空过滤类，一类是利用高压釜法将二水石膏转换成半水石
即可除去可溶性磷酸盐；也可采用中和法，用石灰膏(Ot．半水物)，另一类是利用烘烤法使二水石膏脱
(或消石灰)将可溶性磷酸盐转变为不溶性的磷酸水成半水石膏(B一半水物)。
钙，再进行干燥，焙烧碾磨后加水造粒，使之成为南京化学工业公司磷肥厂与上海建筑科学研究
l0—30mm粒度的产品b】。所合作制取的Ot一半水石膏，其抗拉强度达柏MPa，
杭州水泥厂、南京江南水泥厂、马鞍山水泥厂、比B一半水石膏纯净。南京大厂镇建材厂利用南京
上海水泥厂等企业都做过用磷石膏代替天然石膏化学工业公司磷肥厂的副产物磷石膏生产半水
作水泥缓凝剂的试验。试验表明，用经过预处理的石膏，产品质量已超过二级建筑石膏的标准，并已
磷石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂，不但不会降低大批量投入预制空心板的生产。安徽省被化学工

收穑日期：2003—02—24
惨订日期：2003—03—20

·34·郑苏云等磷石膏综合利用的现状和研究进展环保与安全

业集团与澳大利亚博罗公司合作，利用磷石膏研制4：6，即年产30kt磷酸铵利用副产磷石膏联产4okt
成优质石膏板材，该产品畅销海外l。硫酸和60kt水泥【81。山东鲁北企业集团总公司
2000年底建成了一套世界上最大的三产品联产装
3制硫酸钾
置，即300kt／a磷铵、400kt／a磷石膏制硫酸联产
用磷石膏制硫酸钾有一步法和二步法。一步法300kt水泥生产线191。该工艺成熟，技术可靠，经济
的副产物为氯化钙，难以处理，所以其应用前景不被合理，其产品质量符合GB534．82工业硫酸标准。水
看好。二步法的副产物为氯化铵和碳酸钙，前者可泥稳定在GB175．85425#，且有高强快凝特点¨们。
作肥料，后者可用于制水泥。具体的工艺过程：磷石
5制硫铵和碳酸钙
膏先经漂洗去除部分杂质，使CaSO·2H：0的质量
分数从87％左右提高到92％一94％。然后，磷石膏用磷石膏制硫铵和碳酸钙，是利用碳酸钙在氨
进入反应器(1)与碳酸氢铵反应生成硫酸铵和碳酸溶液中的溶解度比硫酸钙tJ,~m多，硫酸钙很容易转
钙，并排出CO：，由此制得的副产品碳酸钙可直接用化为碳酸钙沉淀，溶液转化为硫铵溶液的原理。工艺
作水泥原料。另外，因反应是在低温下进行，氨不