Ⅱ型無水磷石膏凝結(jié)硬化過程調(diào)控技術(shù)

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(shù)創(chuàng)新中心，河北石家莊 050018）

磷石膏是生產(chǎn)磷肥時產(chǎn)生的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1t磷肥排放4～5t 磷石膏。據(jù)統(tǒng)計，2019 年我國磷石膏產(chǎn)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(zhì)。傳統(tǒng)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(huán)境負擔。

將磷石膏煅燒得到半水石膏生產(chǎn)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(zhì)較多，影響半水石膏的凝結(jié)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(zhì)的不利影響，是實現(xiàn)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(jié)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(fā)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(fā)現(xiàn)，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。……