Ⅱ型無水磷石膏凝結硬化過程調控技術

張宇，楊家豪，劉瑜，宋子玉，何涵瀟，趙風清，2

（1 河北科技大學化學與制藥工程學院，河北 石家莊 050018；2 河北省固體廢棄物技術創新中心，河北石家莊 050018）

磷石膏是生產磷肥時產生的副產物，每生產1t磷肥排放4～5t 磷石膏。據統計，2019 年我國磷石膏產生量為7500 萬噸，綜合利用率僅為40%，累計堆存量超過5億噸。磷石膏的主要成分為二水硫酸鈣，還含有未分解的磷礦、少量游離磷酸和氟化物等雜質。傳統的堆存處置方法不僅占用土地，浪費資源，還對土壤、地下水、大氣等造成污染，加重環境負擔。

將磷石膏煅燒得到半水石膏生產建筑材料是目前主流的磷石膏資源化利用方法。但是由于磷石膏中有害雜質較多，影響半水石膏的凝結硬化性能，加之制品耐水性較差，限制了推廣應用。如果將磷石膏煅燒后制成Ⅱ型無水磷石膏，其耐水性較半水石膏材料顯著改善，同時消除了一些有害雜質的不利影響，是實現磷石膏高性能安全利用的重要途徑。但是Ⅱ型無水磷石膏水化活性低、凝結硬化慢，通常需要改性處理。目前主要的改性方法是機械粉磨和摻入激發劑，但效果并不理想。Sievert 等研究了球磨過程中天然硬石膏（水固比1.32，濕磨）水化機理，證實提高細度有助于改善硬石膏的水化性能。張立乾等采用硫酸鉀、氧化鈣和聚羧酸類減水劑作為改性材料，改善了天然硬石膏的水化膠凝強度。Singh 等研究發現，KSO能夠提高Ⅱ型無水石膏的水化率，改變二水石膏晶體形貌，進而改善石膏材料的力學性能。……