磷石膏中杂质的清除方法汇总
磷石膏中杂质的清除方法有哪些?
答：磷石膏因含有磷、氟、游离酸等杂质，会减慢制得的熟石膏水化时的凝结时间，降低制品的强度。因此，用来生产石膏建材时必须进行严格净化，利用磷石膏的各种技术中都包含磷石膏水洗分离杂质和中和游离酸的处理过程。
磷石膏的净化关键有两个：一是经水洗必须获得稳定且杂质含量符合建材行业要求的二水石膏；二是解决水洗过程中造成的二次污染。
净化方法主要有水洗、分级和石灰中和等几种。水洗工艺可以除去磷石膏中细小的不溶性杂质，如游离的磷酸、水溶性磷酸盐和氟等；分级处理可除去磷石膏中细小不溶性杂质，如硅砂、有机物以及很细小的磷石膏晶体，这些高分散性杂质会影响建筑石膏的凝结时间，同时黑色的有机物还会影响建筑石膏产品的外观颜色。分级处理对磷、氟的脱除也有效果,另外湿筛磷石膏还可以除去大颗粒石英和未反应的杂质。石灰中和的方法对去除磷石膏中的残留酸特别简便有效。
当含可溶性杂质、不溶物、有机物较高的磷矿制磷酸时，生成的磷石膏呈聚合晶，那就要采用较讲究的净化方法。一种方法是用三级水力旋离器分离磷石膏料浆。在此情况下，水溶性杂质的去除率大于95%，有机物的去除率也足够高，磷石膏的利用率在70%～90%。
当磷石膏的粒度特别细小，水源又不怎么丰富时，采用浮选法代替水力旋离法分离杂质。浮旋分离时有机的分离程度很高，水溶性杂质的去除率为85%～90%，石膏的回收率为90%～96%。
净化后的石膏悬浮液用真空过滤操作尽量把游离水含量降低到最低的程度，以减少其后干燥工段的热量消耗。选用那种型式的过滤需视磷石膏的结晶粒度而定。离心机可使磷石膏的含水量降低得更低些，但对有些磷石膏并不适用，真空过滤机的脱水程度差，但它能适用于各种磷石膏，投资费低，维修要求少。
磷石膏基础研究结果有哪些？
答：(1)可溶磷、氟、共晶磷和有机物是磷石膏中的主要有害杂质。可溶磷、氟与有机物分布于二水石膏晶体表面，其含量随磷石膏颗粒度的增加而增加；共晶磷存在于二水石膏的晶格中，其含量随磷石膏颗粒度的减少而增加。
(2)磷石膏中的有机物为乙二醇甲醚乙酸酯、异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-l,3-二氧戊烷。它们可使需水量增大，削弱二水石膏晶体间的结合，降低硬化体的强度。可溶磷和共晶磷则可降低胶结料水化时液相过饱和度，延缓凝结硬化，使水化产物晶体粗化，结构疏松，强度降低。可溶磷、有机物的存在，还可显著降低二水石膏的脱水温度。
(3)水洗可除去共晶磷以外的所有杂质；差选可除去磷石膏中的有机物；石灰中和使有害的可溶磷、氟转化为惰性的难溶盐；球磨可有效改善磷石膏的颗粒形貌与级配；分筛可除去有害杂质含量特别高的部分，提高磷石膏品质；800℃下煅烧可消除共晶磷和有机物的影响。
(4)磷石膏的pH值可作为判断磷石膏品质的一个重要指标。pH值越低，H3PO4含量越高，对磷石膏的有害影响越大。
磷石膏有什么特性及其热力学性质是什么？
答：磷建筑石膏的标准需水量高于天然建筑石膏，强度则低于天然石膏，凝结时间反而早于天然石膏。这从表面看是一种反常现象。实际上是未经任何处理的磷石膏的特殊现象。是其与天然石膏脱水滤度曲线的根本区别所在，磷石膏的脱水温度低于天然石膏，性能有明显差异。
据有关资料和试验结果分析，磷石膏的上述特性，可以解释如下：
(1)磷石膏的酸性较高，其有害杂质基本为酸性物质。当脱水温度升高时，酸性介质急剧释放，尤其是脱水的初始阶段。磷石膏中酸性物质含量的增加，导致脱水温度下移，在二水石膏及半水石膏效应之间出现一个放热效应。这种反应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减少，脱水温度相应降低。
(2)在所生成物中含有无水石膏Ⅲ型。无水石膏Ⅲ型并不稳定，亲水性强。即使在潮湿的空气中也能转变成半水石膏(或者发生逆反应)。在实际应用中，无水石膏Ⅲ型在熟石膏中起催化作用。由于脱水温度高，使磷石膏二水物直接生成无水石膏Ⅲ型，外形仍呈二水结晶状。当配制胶结料时，按照正常熟石膏标准需水量加入时，料浆很快变稠随后凝结，实际需用水量大大高于天然石膏，而且胶结材料试料的泌水严重。因为无水石膏Ⅲ型的存在，加快了熟石膏硬化进程。虽然表层有水，但水面下的胶结料已硬化。由于硬化快导致了熟石膏水化成二水石膏的进程加快，二水石膏晶体生长的时间和条件不能满足，所以其晶体不能像天然石膏那样生成较大的燕尾晶，而在其晶体群之间包裹有气孔和水，试样烘干后进行破坏试验时可见其断面粗糙呈微孔状，与天然石膏不同。
(3)在脱水温度为120～140℃之间的试验中，掺入一定量的CaO，加入时温度在100℃左右。岩相分析表明：磷石膏的脱水产物基本是CaSO4·1/2H2O，少量CaSO4·2H2O，没有发现CaSO4和其它矿物。标准需水量接近天然石膏，强度达到一级建筑石膏要求。
掌握了磷石膏的特性及其脱水的热力学性质，就可确定磷石膏的最佳炒制制度，使磷石膏转化为建筑石膏。并可利用外加剂进一步改善其性能。
不同掺量的磷建筑石膏对天然建筑石膏的强度有何影响？
答：磷建筑石膏和天然建筑石膏按一定配合比混合生产的石膏建材产品提高了早期强度，对生产过程中的脱模、转运更为有利。
磷建筑石膏加入天然建筑石膏的配合比从20％～50％，其强度均有提高，掺量在30％～50％的强度增幅最大，以2h强度计算，提高了约17％；以14d、28d强度计算，提高了30％左右。
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脱硫石膏中杂质的影响
物相分析：天然中的二水硫酸钙相由于粉磨成为细小的颗粒，所以颗粒之间间距很小，进而彼此之间的相互作用力加大，便会粘合在一起。的结晶相呈棱柱状和六角板状，其晶体结晶较为完整和均匀，大多数以单独的结晶颗粒存在，还有一部分呈双晶状态。由于中含有杂质，所以脱硫石膏中主要的杂质为碳酸钙、三氧化二铝和二氧化硅，还有一些方解石(CaCO3)、α石英(SiO2)、α三氧化二铝、三氧化二铁和长石、方镁石等。脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大，这是因为脱硫石膏的形成过程和天然石膏截然不同，经过粉磨后，二者的特征完全相反，脱硫石膏中杂质为细颗粒，而天然石膏中杂质则为粗颗粒。可燃有机物：利用脱硫的脱硫中主要包括未完全燃烧的，在脱硫石膏中呈现出较大的黑点，大约有一半数量的颗粒，其尺寸大小位于16~200μm之间，而另一部分则小于16μm，在煅烧的过程中，煤粉的组成和形态不会随着煅烧温度和煅烧时间的变化而变化。煤粉的存在会不仅会影响制品的美观，而且在制作纸面石膏板的时候，还会阻碍石膏和纸的粘结。Al、Si和Fe：三氧化二铝和二氧化硅对脱硫石膏工艺性能影响也很大，这主要是由于脱硫石膏的颗粒较小，而三氧化二铝和二氧化硅的颗粒则较粗，这都会对脱硫石膏的易磨性产生影响。三氧化二铁对脱硫石膏的影响比较复杂，细的氧化铁颗粒会对脱硫石膏的颜色产生影响，而较粗的颗粒则会对脱硫石膏的易磨性产生大大的影响。
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在烟气脱硫过程中，为了提高烟气脱硫效率，技术上对用于烟气脱硫的石灰石(或石灰粉)中的氧化钙含量有较高的要求。这在客观上保证了脱硫石膏化学成分的稳定。
随着柠檬酸掺量的增加，二水石膏晶体形貌的变化是渐进的。石膏晶体在c轴上不断缩短，使a、b轴生长速率相对增快，因此，石膏晶体逐渐由细长的针状变成了短柱状，使晶体更加粗大，孔结构恶化，宏观强度也随之降低。
当石膏颗粒表面吸附层的厚度增加时，有利于石膏颗粒的分散。聚羧酸盐系减水剂分子中含有较多较长的支链，当它们吸附在石膏颗粒表层后，可以在石膏表面上形成较厚的立体包层，从而使石膏达到较好的分散效果。
加入胶粉，胶粉溶于水溶液时，会再次形成乳液，当乳液中的水分蒸发后，会形成有机物膜。这种膜的存在可以改善浆体的和易性，可增加体系的粘度和稠度，增强保水性，增加材料的密实度，减少材料的吸水性
欧洲脱硫石膏产量增长较快，1996年，欧洲的脱硫石膏排出量830万t左右，到2005年增长到1900万t左右．这些石膏来自以煤和褐煤为燃料的火力发电厂，排出量分布主要集中在四个区域。
伴随缓凝剂用量的增加，脱硫石膏泌水现象愈加严重，影响其应用；但脱硫石膏的泌水与建筑石膏并不相同，建筑石膏的泌水是发生在二水石膏晶体已经完成了交错排列。
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烟气脱硫石膏与天然石膏的基本性能有哪些差异？
(1)从石膏晶体来看，天然石膏细粒较多，粗细颗粒差别明显，晶型呈板状，晶体粗大，不规则；脱硫石膏颗粒比较均齐，晶体成六棱短柱状，长径比较小，外观较为规整。
(2)从粒级分配来看，天然石膏颗粒大小粒度相差较大，不同粒径的粒子在石膏颗粒中均占有一定比例；而脱硫石膏颗粒大小比较均齐，大颗粒(大于1401m)和小颗粒(小于10m)均较少，80％的颗粒均集中在40～80m。
(3)从化学组成来看，脱硫石膏的纯度高于天然石膏，二水硫酸钙含量达到90％以上，但其杂质组成较为复杂，这与其产生的工艺条件有很大关系。如其可溶性盐和氯离子含量高于天然石膏，是导致其脱硫建筑石膏制品出泛霜，粘结力下降等性能问题的主要原因之一。
影响脱硫石膏品质的主要因素是什么？
答：石膏浆液的品质直接影响到最终石膏的质量。其主要影响因素如下：
1、石灰石品质
石灰石品质的好坏直接影响到脱硫效率和石膏浆液中硫酸盐和亚硫酸盐的含量。石灰石品质主要指石灰石的化学成分、粒径、表面积、活性等。脱硫系统一般要求CaCO3高于90％。石灰石中含有的少量MgCO3通常以溶解形式或白云石形式存在，吸收塔中的白云石往往不溶解，而是随副产物离开系统，所以MgCO3的含量越高，石灰石的活性越低，系统的脱硫性能及石膏品质越不利。石灰石粒径及表面积是影响脱硫性能的重要因素。颗粒越大，其表面积越小，越难溶解，使得接触反应不彻底，此时吸收反应需在低pH值情况下进行，而这又损害了脱硫性能及石膏浆液品质。
2、浆液pH值
脱硫塔内的浆液pH值对石膏的生成、石灰石的溶解和亚硫酸钙的氧化都有着不同的影响。通过和现场运行参数比较，一般认为pH值控制在5.5～6.0效果比较好。
3、石膏排出时间
石膏排出时间指吸收塔氧化池浆液最大容积与单位时间排出石膏量之比。晶体形成空间、浆液在吸收塔形成晶体及停留总时间取决于浆池容积与石膏排出时间。浆池容积大，石膏排出时间长，亚硫酸盐更易氧化，利于晶体长大。但若石膏排出时间过长，则会造成循环泵对己有晶体的破坏。
4、氧化风量及其利用率
氧化风量对石膏浆液的氧化效果影响较大。应保证足够的氧化风量，使浆液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙，否则石膏中的亚硫酸钙含量过高将会影响其品质。同时，脱硫塔中氧化空气管道分布和开孔的多少也会影响到氧化风的使用率。
当石膏中杂质含量增加时，其脱水性能下降。当氯离子含量过高时，石膏脱水性能急剧下降。
将脱硫石膏制成熟石膏的工艺过程中，应对哪几点进行控制？
答：将脱硫石膏制成熟石膏的工艺过程中，若从以下几点进行控制，将大大提高熟石膏的品质。
(1)脱硫石膏煅烧建筑石膏后，用粉磨机对其进行粉磨，将降低建筑石膏的标稠，凝固时间延长，强度提高。
(2)脱硫石膏制备建筑石膏时，脱硫石膏粒径应在3～15mm，压力控制在2.5～4.0个大气压之间，蒸压时间为5～7小时。转晶剂的加入有利于石膏晶体由棒状向短柱状转变，从而降低标稠达到提高强度的目的。
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