微波輻照下丁二酸對磷石膏制備半水石膏的影響

馮 焱，張紹奇，林志偉，郭榮鑫，郭寧林，陳星宇

(昆明理工大學建筑工程學院，云南省土木工程防災重點實驗室，昆明 650500)

0 引 言

磷石膏是濕法工藝生產磷酸時排出的固體廢棄物，每生產1 t磷酸約產生4～5 t磷石膏。目前我國磷石膏年產生量約為7 000萬t，全國累計堆存量超過5億t[1-2]。磷石膏的大量堆存帶來侵占土地、污染土壤、破壞生態環境等諸多問題，其資源化利用值得研究。目前我國磷石膏的利用仍然以初級化、低值化利用為主，其中水泥緩凝劑的使用占比達30%，由于水泥行業的產能過剩，導致磷石膏作為緩凝劑的需求量變小[3]，而α-半水石膏具有強度高的優點，所以應加大磷石膏在半水石膏方面的制備與應用來緩解磷石膏堆積問題。目前α-半水石膏的制備方法有蒸壓法[4]、常壓鹽溶液法[5]、以β-半水石膏重結晶制取α-半水石膏的方法[6]以及水熱高壓釜法[7]等，這些方法均以磷石膏或脫硫石膏為原料制備出了形態優良的α-半水石膏晶體。但上述制備方法多使用油電、蒸壓釜或烘箱等常規熱源，加熱時依賴熱量由外到內傳導升溫，存在加熱速度慢、熱量損失大以及加熱不均勻等問題。微波輻照是通過材料吸收微波能諧振其內部分子或離子產生熱量，實現反應體系整體加熱的加熱方法，具有加熱速度快、均勻性好、熱量損失小等優點，可以提高反應效率，縮短反應時間[8-10]，促進晶體的均質核化及晶核的均勻分布。文中開展了常壓下以微波輻照取代常規熱源，以磷石膏為原料，以氯化鈣溶液為反應介質制備半水石膏的研究，成功制備出平均長徑比1.5的半水石膏晶體。……