中國粉體網訊 磷石膏是工業生產磷酸的副產物，關于它工業上最關注一個問題，除雜。
1、磷石膏中主要雜質賦存形式及危害
磷石膏主要成分是硫酸鈣（CaSO4·2H2O），除此之外，還包括Si02、磷類雜質（H3PO4、Ca3（PO4）2、FePO4·2H20、HPO42-、CaHPO4·2H2O、H2PO4-、Ca（HPO4）2·H20、可溶性氣鹽（NaF、Na2SiF6、Na3AIF6、Na3FeF6和CaF2）、有機質、重金屬等多種雜質。因為有機雜質的存在，磷石膏大多呈現灰黑色或褐色，密度為2.0~2.3g/cm3。
磷石膏中主要雜質種類、存在形式及危害
2、磷石膏凈化技術
2.1物理凈化技術
（1）水洗凈化
水洗凈化是將磷石膏和水配制成漿液，置于再漿槽中攪拌進行固液分離得到凈化的石膏。該方法能有效降低磷石膏的酸性和可溶磷、氟的含量，是脫除磷石膏可溶性雜質有效的方法之一。水洗法必須通過多次洗滌才能有效脫除可溶性雜質，會產生大量的酸性廢水，大大增加后續處理的成本，且對共晶磷、難溶性雜質脫除具有一定局限性。
（2）物理浮選
物理浮選則是將磷石膏和水按照一定的液固比混合之后送入到浮選設備中，料漿不斷地被攪拌、混合，靜置后除去液體表面的懸浮雜質。浮選法可有效除去石膏中的有機質和部分可溶性雜質，但可溶性雜質去除效果差于直接水洗凈化法，且在浮選過程中易對設備造成腐蝕，故對浮選設備的材質具有較高的要求。
（3）篩分
篩分法是根據不同粒徑磷石膏中雜質分布嚴重失衡實現凈化磷石膏的一種方法。實踐證明，采用研磨、超聲等物理手段將石膏破碎成更小的顆粒，釋放出更多雜質，再進行篩分處理，以達到凈化的目的。
（4）磁選
磁選凈化是首先對磷石膏進行磁化處理，對其中一些雜質賦磁，在外磁場的作用下，根據雜質在磁場中受到的磁力不同達到攔截、吸附、富集，實現雜質脫除的目的。目前，該方法在實驗室中能實現較好的脫除率，但如何進行大規模的磷石膏凈化且保持高脫除率，成為在工程上應用該技術的最大挑戰。
（5）旋風分離
將磷石膏沿圓筒壁泵入旋流器中，在筒壁的限制下進行圓周運動，由于離心力的不同，細顆粒保持懸浮狀態并從上溢流口流出；粗顆粒發生沉降從下溢流口流出。在分離過程中可通過調節進料速率和下溢流口直徑等參數來提高雜質去除效率。旋風分離對磷石膏的凈化程度有限，在實際工程應用中，需輔助其他凈化方法實現高效除雜。
2.2化學凈化技術
（1）堿凈化
石灰乳凈化法是堿凈化處理中最常用的方法。向磷石膏中加入石灰乳進行處理，將大部分的可溶性磷、氟轉化成磷酸鈣、氟化鈣等惰性物質，降低雜質對磷石膏性能的影響。石灰乳凈化工藝處理流程簡易、成本低廉，但凈化程度有限，無法沉淀共晶磷等雜質。
（2）酸凈化
與將雜質轉變成惰性物質的堿凈化相反，酸凈化則主要是將雜質轉變成可溶物質，經過洗滌分離凈化磷石膏。H2S04、HCI、C6H8O7、C4H605，等是較為常用的酸凈化處理劑。其中，H2S04因不引入其他雜質且除雜效果優異被認為是最佳的凈化酸。其中，低濃度（小于30%）H2S04與石膏中金屬、磷、氟雜質反應生成可溶性物質，但無法浸取共晶磷等雜質，導致凈化程度受限；高濃度（大于30%）H2S04對磷石膏進行處理，釋放出共品磷等品格雜質，對石膏進行深度凈化。
（3）熱處理凈化技術
熱處理凈化是將磷石膏在高溫下進行煅燒，分解其中的有機質，并將可溶磷、共晶磷轉變成焦磷酸鹽的一種凈化技術。
煅燒過程中，較低溫度（低于200℃）下可溶磷、氟含量有所增加，后保持平緩；高溫（350~800℃）時磷會分解成氣體或轉化成焦磷酸鹽，氟轉變成SiF4或CaF2；共晶磷在800℃完全析出。目前閃燒法是比較先進的技術，將磷石膏在400~600℃下直接與火焰進行接觸，除去有害雜質，凈化得到的β型半水石膏可達到GB9776—88《建筑石膏》中優等品的水平。閃燒法工藝簡單、避免二次污染，回收治理粉塵及有機磷、硫等物質，在寧夏已建設200kt/a磷石膏廢渣生產磷石膏建材制品的生產線，實現了工業化應用。
（4）生物凈化處理技術
生物凈化是將微生物（硫酸鹽還原菌、嗜酸菌等）加入磷石膏中，微生物在磷石膏中發生復雜的生物化學反應，達到脫除磷、氟等雜質的目的。生物凈化磷石膏是一種較為環保的技術，雖然可以很好地避免物理凈化、化學凈化方法可能產生的二次污染等問題，但如何降低凈化成本是該技術發展應用需要解決的主要問題。相較于使用傳統的黏結劑進行凈化，MICP和EICP混合處理的嗜酸菌的凈化成本高出30%以上，且對P、F雜質凈化程度相對有限。
3、磷石膏應用
磷“礦化”一體減排增匯模式
磷石膏應用研究
磷石膏通常用作土壤改良劑，其中含有的酸性物質可以提高土壤pH，解決土壤鹽堿化問題，此外磷石膏中的Ca、P、S和Na等物質，滿足植物生長所需的營養物質，可以改善土壤結構、增加土壤肥力、提高作物產量。除去雜質后的磷石膏可用于石膏建材、路基材料、制硫酸聯產水泥等多個領域。磷石膏經除雜凈化處理后，在通過轉晶可制備β-半水石膏、無水Ⅱ型石膏和α-半水石膏建材粉體材料。磷石膏經預處理后去除其中的可溶性P2O5，凈化后的磷石膏可用于制備硫酸聯產水泥。磷石膏中的主要成分硫酸鈣可制成碳酸鈣和硫酸鈣晶須，晶須的高強度、高韌性等優點，可廣泛用于涂料、橡膠等領域。
參考來源：
左偉：磷石膏凈化處理技術研究進展，四川大學
曾彥琦：磷石膏浮選凈化工藝研究進展，武漢理工大學
張瞿天:磷石膏無害化與資源化研究現狀，武漢工程大學
趙露露:利用磷石膏礦化CO2制備高純球霰石型碳酸鈣的研究，武漢工程大學
劉冬梅：磷石膏礦化固定CO2制備碳酸鈣微粉，防災減災湖北省重點實驗室
陳鵬：磷化工產業降碳增匯的探索與展望，云南磷化集團有限公司
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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