磷石膏中主要杂质对转晶制备的α高强石膏物理性能的影响

晏 波，阮运春，陈 雨，曾 映，胡 宏，薛绍秀

（1. 瓮福（集团）有限责任公司，贵州 贵阳 550002；2. 贵州民族大学 化学工程学院，贵州 贵阳 550025）

0 引言

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业副产物，主要成分为CaSO4·2H2O，每生产P2O51 t产生磷石膏4 ～5 t［1-2］。磷石膏中含有磷、氟、有机质等多种有害杂质，应用过程中性能不稳定［3］，导致其利用率低［4］，大量堆存。磷石膏长期堆存不仅占用大量土地资源，且其中的水溶磷、水溶氟等杂质浸入土壤、河流，带来一系列生态问题。

α高强石膏［5］（α-CaSO4·0.5H2O）是一种性能优越、应用广泛的胶凝材料，水化硬化过程需水量较少、产生热量低、制品强度高。以α高强石膏为原料的高强石膏制品可应用于陶瓷模具［6］、精密铸造［7］、工艺美术品、齿科超硬材料［8］、自流平砂浆［9-10］和防火门芯板［11］等各个领域。

以磷石膏为原料转晶制备α高强石膏是实现磷石膏高值化利用的有效途径之一。笔者以磷石膏为原料，采用蒸压法［12］制备α高强石膏，通过单因素法研究磷石膏中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、F-和有机质对α高强石膏物理性能的影响。

1 实验部分

1.1 实验原料

磷石膏原料取自瓮福（集团）有限责任公司独田渣场，原料经水洗净化后化学组成见表1，晶体形貌见图1。

表1 磷石膏原料水洗净化后化学组成 %

图1 磷石膏原料水洗净化后晶体形貌

1.2 α高强石膏的制备方法

取水洗净化后的磷石膏置于均化机中，将配制好的1#、2#转晶剂溶液（1＃、2＃转晶剂是由有机酸、有机酸盐、无机盐等多种药剂复配而成，1＃、2＃转晶剂用量分别为磷石膏干基质量的0.25%和0.36%）倒入均化机均化后，倒入蒸压釜中，设置反应温度137 ℃，搅拌转速60 r/min，待温度升至反应温度后恒温反应70 min，出釜烘干，粉磨得α高强石膏样品，制备流程见图2。……