磷石膏中雜質(zhì)的清除方法有哪些?

答：磷石膏因含有磷、氟、游離酸等雜質(zhì)，會減慢制得的熟石膏水化時的凝結(jié)時間，降低制品的強(qiáng)度。因此，用來生產(chǎn)石膏建材時必須進(jìn)行嚴(yán)格凈化，利用磷石膏的各種技術(shù)中都包含磷石膏水洗分離雜質(zhì)和中和游離酸的處理過程。

磷石膏的凈化關(guān)鍵有兩個：一是經(jīng)水洗必須獲得穩(wěn)定且雜質(zhì)含量符合建材行業(yè)要求的二水石膏；二是解決水洗過程中造成的二次污染。

凈化方法主要有水洗、分級和石灰中和等幾種。水洗工藝可以除去磷石膏中細(xì)小的不溶性雜質(zhì)，如游離的磷酸、水溶性磷酸鹽和氟等；分級處理可除去磷石膏中細(xì)小不溶性雜質(zhì)，如硅砂、有機(jī)物以及很細(xì)小的磷石膏晶體，這些高分散性雜質(zhì)會影響建筑石膏的凝結(jié)時間，同時黑色的有機(jī)物還會影響建筑石膏產(chǎn)品的外觀顏色。分級處理對磷、氟的脫除也有效果,另外濕篩磷石膏還可以除去大顆粒石英和未反應(yīng)的雜質(zhì)。石灰中和的方法對去除磷石膏中的殘留酸特別簡便有效。

當(dāng)含可溶性雜質(zhì)、不溶物、有機(jī)物較高的磷礦制磷酸時，生成的磷石膏呈聚合晶，那就要采用較講究的凈化方法。一種方法是用三級水力旋離器分離磷石膏料漿。在此情況下，水溶性雜質(zhì)的去除率大于95%，有機(jī)物的去除率也足夠高，磷石膏的利用率在70%～90%。

當(dāng)磷石膏的粒度特別細(xì)小，水源又不怎么豐富時，采用浮選法代替水力旋離法分離雜質(zhì)。浮旋分離時有機(jī)的分離程度很高，水溶性雜質(zhì)的去除率為85%～90%，石膏的回收率為90%～96%。

凈化后的石膏懸浮液用真空過濾操作盡量把游離水含量降低到最低的程度，以減少其后干燥工段的熱量消耗。選用那種型式的過濾需視磷石膏的結(jié)晶粒度而定。離心機(jī)可使磷石膏的含水量降低得更低些，但對有些磷石膏并不適用，真空過濾機(jī)的脫水程度差，但它能適用于各種磷石膏，投資費低，維修要求少。

磷石膏基礎(chǔ)研究結(jié)果有哪些？

答：(1)可溶磷、氟、共晶磷和有機(jī)物是磷石膏中的主要有害雜質(zhì)?？扇芰住⒎c有機(jī)物分布于二水石膏晶體表面，其含量隨磷石膏顆粒度的增加而增加；共晶磷存在于二水石膏的晶格中，其含量隨磷石膏顆粒度的減少而增加。

(2)磷石膏中的有機(jī)物為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-l,3-二氧戊烷。它們可使需水量增大，削弱二水石膏晶體間的結(jié)合，降低硬化體的強(qiáng)度?？扇芰缀凸簿Я讋t可降低膠結(jié)料水化時液相過飽和度，延緩凝結(jié)硬化，使水化產(chǎn)物晶體粗化，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度降低?？扇芰?、有機(jī)物的存在，還可顯著降低二水石膏的脫水溫度。

(3)水洗可除去共晶磷以外的所有雜質(zhì)；差選可除去磷石膏中的有機(jī)物；石灰中和使有害的可溶磷、氟轉(zhuǎn)化為惰性的難溶鹽；球磨可有效改善磷石膏的顆粒形貌與級配；分篩可除去有害雜質(zhì)含量特別高的部分，提高磷石膏品質(zhì)；800℃下煅燒可消除共晶磷和有機(jī)物的影響。

(4)磷石膏的pH值可作為判斷磷石膏品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。pH值越低，H3PO4含量越高，對磷石膏的有害影響越大。

磷石膏有什么特性及其熱力學(xué)性質(zhì)是什么？

答：磷建筑石膏的標(biāo)準(zhǔn)需水量高于天然建筑石膏，強(qiáng)度則低于天然石膏，凝結(jié)時間反而早于天然石膏。這從表面看是一種反?，F(xiàn)象。實際上是未經(jīng)任何處理的磷石膏的特殊現(xiàn)象。是其與天然石膏脫水濾度曲線的根本區(qū)別所在，磷石膏的脫水溫度低于天然石膏，性能有明顯差異。

據(jù)有關(guān)資料和試驗結(jié)果分析，磷石膏的上述特性，可以解釋如下：

(1)磷石膏的酸性較高，其有害雜質(zhì)基本為酸性物質(zhì)。當(dāng)脫水溫度升高時，酸性介質(zhì)急劇釋放，尤其是脫水的初始階段。磷石膏中酸性物質(zhì)含量的增加，導(dǎo)致脫水溫度下移，在二水石膏及半水石膏效應(yīng)之間出現(xiàn)一個放熱效應(yīng)。這種反應(yīng)是在磷酸和硅氟酸混合物作用下再次生成半水石膏，也可直接由二水石膏生成。由于生成半水石膏的量減少，脫水溫度相應(yīng)降低。

(2)在所生成物中含有無水石膏Ⅲ型。無水石膏Ⅲ型并不穩(wěn)定，親水性強(qiáng)。即使在潮濕的空氣中也能轉(zhuǎn)變成半水石膏(或者發(fā)生逆反應(yīng))。在實際應(yīng)用中，無水石膏Ⅲ型在熟石膏中起催化作用。由于脫水溫度高，使磷石膏二水物直接生成無水石膏Ⅲ型，外形仍呈二水結(jié)晶狀。當(dāng)配制膠結(jié)料時，按照正常熟石膏標(biāo)準(zhǔn)需水量加入時，料漿很快變稠隨后凝結(jié)，實際需用水量大大高于天然石膏，而且膠結(jié)材料試料的泌水嚴(yán)重。因為無水石膏Ⅲ型的存在，加快了熟石膏硬化進(jìn)程。雖然表層有水，但水面下的膠結(jié)料已硬化。由于硬化快導(dǎo)致了熟石膏水化成二水石膏的進(jìn)程加快，二水石膏晶體生長的時間和條件不能滿足，所以其晶體不能像天然石膏那樣生成較大的燕尾晶，而在其晶體群之間包裹有氣孔和水，試樣烘干后進(jìn)行破壞試驗時可見其斷面粗糙呈微孔狀，與天然石膏不同。

(3)在脫水溫度為120～140℃之間的試驗中，摻入一定量的CaO，加入時溫度在100℃左右。巖相分析表明：磷石膏的脫水產(chǎn)物基本是CaSO4·1/2H2O，少量CaSO4·2H2O，沒有發(fā)現(xiàn)CaSO4和其它礦物。標(biāo)準(zhǔn)需水量接近天然石膏，強(qiáng)度達(dá)到一級建筑石膏要求。

掌握了磷石膏的特性及其脫水的熱力學(xué)性質(zhì)，就可確定磷石膏的最佳炒制制度，使磷石膏轉(zhuǎn)化為建筑石膏。并可利用外加劑進(jìn)一步改善其性能。

不同摻量的磷建筑石膏對天然建筑石膏的強(qiáng)度有何影響？

答：磷建筑石膏和天然建筑石膏按一定配合比混合生產(chǎn)的石膏建材產(chǎn)品提高了早期強(qiáng)度，對生產(chǎn)過程中的脫模、轉(zhuǎn)運更為有利。

磷建筑石膏加入天然建筑石膏的配合比從20％～50％，其強(qiáng)度均有提高，摻量在30％～50％的強(qiáng)度增幅最大，以2h強(qiáng)度計算，提高了約17％；以14d、28d強(qiáng)度計算，提高了30％左右。