第 !" 卷 第 ! 期 ())* 年 + 月
四 川 大 学 学 报（ 工 程 科 学 版 ）
,-./’01 -2 3456.0’ .’4#7/3489（ 7’:4’77/4’: 3547’57 7;484-’）
#$% & !" ’$ & ! <=> ())*
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
$
有机物分析
磷石 膏 一 般 呈 灰 白 或 深 灰 色， 较天然石膏的颜
色深。在水洗处 理 磷 石 膏 时， 水面经常漂浮大量的 油状、 黑色物质， 即有机物杂质。纯净的磷石膏是纯 白色的， 因有机物吸附在磷石膏晶体表面， 造成磷石 膏表面颜色的 污 染。 为 此， 分别对磷石膏原样和水 洗处理磷石膏样 品 进 行 了 扫 描 电 镜 形 貌 分 析， 见图 万 方数据 发现原样二水磷石膏晶&’(#&)’ )* +$,(’&- .(##"$/ &’ 01)/21),32/4% (’5 61"&$ 7’*84"’-" )’ #1" 0$)2"$#&"/ )* 9"%"’#
!"#$% &’()*+’) ， ,-$% &’(*./’ ， 0#$ 1’*2.’
（ 5$%%HIH $J <=KHLM=%N 3OM & =PQ 7PI & ， 5R$PISMPI .PMT & ， 5R$PISMPI C)))C+ ， 5RMP=）
! "$
实验方法 水泥 凝 结 时 间 与 胶 砂 强 度 性 能 分 别 按 ); ,
《 水泥标准稠 度 用 水 量、 凝 结 时 间、 安定 <!.#/ = $22! 性检验方法》 和 ); , <!7/7! = $22! 《水 泥 胶 砂 强 度 检 验方法 （ >0+ 法） 》 测定。 利用浮 选 分 离 和 富 集 磷 石 膏 中 的 有 机 物， 用 蒸 馏 分 离 **6# 。 **6# 萃取 浮 选 混 合 物 中 的 有 机 物， 采用色谱 = 质谱 联 谱 分 析， 结合红外吸收光谱对有 机物进行定性分 析； 采用重量法对有机物进行定量 分析。
种类
820’.+2,+ &0 #4*)./ 9&)1#+ &2 -3+ *(&*+(-"+) &0 ,+/+2掺量 1! 凝结时间 初凝 ’ 5 6 789 ’ 5 ’! 789 ’ 5 ’+ 789 ’ 5 : 789 ! 5 ’6 789 ! 5 !; 789 ! 5 %; 789 ! 5 &: 789 终凝 ! 5 !! 789 ! 5 %6 789 ! 5 %’ 789 ! 5 !; 789 6 5 %6 789 6 5 &; 789 6 5 !: 789 ( 5 !! 789 % 天强度 1 2/3 抗折 (,4 :,’ :,+ :,+ (,’ (,’ (,! (,! 抗压 %+ , 4 %& , % %% , : %% , ! !4 , & !4 , ( %+ , 6 !; , 4 !4 天强度 1 2/3 抗折 :,+ :,% :,! :,’ :,! :,& :,6 :,& 抗压 &( , 4 6+ , ’ &; , ; &: , % &4 , ! 6+ , % 6’ , ’ &; , 6
表! !"# $ !
成分 （ *(+） ! ,（ 0+. ） ,! （ 04+$ ） ! ,（ 56$ +. ） ,! （ 89$ +. ） ,! （ &:+） ! ,（结晶水） ! ,（可溶磷） ! ,（共晶磷） ! ,（总氟） ! ,（有机物） ! ,（ (） 磷石膏
原材料化学成分
%&’()*"+ *,(-,.)/),0. ,1 2"3 ("/’2)"+.
收稿日期： ())+ D ?) D (" 基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （ +@B)"?C）
含有磷、 氟、 有机 物 等 诸 多 有 害 杂 质， 探明杂质的种 类、 形态、 分布及 其 对 性 能 的 影 响 规 律， 是磷石膏资 源化的基础与关键。水泥及建材工业需要大量的石 膏， 用磷石膏代替天然石膏作水泥调凝剂， 既可以充 分利用磷石膏， 又可有效地降低水泥成本， 对资源有 效利用和环境保护有积极的意义。国内外对磷石膏
天然 石膏
% & 6 !
磷石膏
% &
图% !"# $ %
磷石膏有机物总离子流色谱图
6
%&’&( )*+,-(./ &0 &(#12", /1--+() "2 *3&)*3&#4*)./
期强度， 若不经过预处理， 不能直接用于作水泥缓凝 剂。磷石膏掺量为 & - 时， 水 泥 强 度 达 到 最 大 值， 并 且后期强度较天 然 石 膏 水 泥 高， 即磷石膏的适宜掺 量比天然石膏大。将浮选法收集的有机物掺入天然 石膏中， 再 以 & - 的 掺 量 掺 入 水 泥 熟 料， 测定其性 能， 结果见表 % 。
湿法磷酸生产时排出的副产物即为磷石膏。根 据磷矿石的品位质量不 同， 每生 产 ? K \( -+ 的 磷 酸， 可副产磷石膏 C & ) F * & ) ［ 。磷石膏的排放不仅占 K ?］ 用大量土地、 污染环境， 而且给磷肥企业造成很大负 担。磷石膏资源 化 成 效 已 成 为 磷 肥 行 业 能 否 健 康、 持续发 展 的 关 键。 磷 石 膏 中 二 水 硫 酸 钙 含 量 超 过 是一种重要的再 生石 膏资源 。 但是， 磷石膏中 @) E ，
重庆 ’)! .! " / #% " 1 . " 3! 2 " /$ ! " $$ 2 " $2 !3 " . 2 " 3/ 2 " $# 2 " %2 2 " !$ 四川 ’)$ .! " % #/ " $ % " 2! 2 " 3! 2 " 1$ 2 " !3 !1 " ! 2 " %. 2 " $2 2 " .3 2 " !% 天然石膏 .! " $ #! " ! # " 32 ! " 7. ! " .% ! " .2 !/ " 3 熟料 /% " ! 2 " 3# $2 " ! / " %3 . " #. $ " !! （ ?） 水洗磷石膏
4)5 $ !
图 ! 磷石膏 0@& 照片 6*"00)05 ’+’*/2,0 -&,/,()*2,52"-& ,1 -&,.-&,57-.8(
由于有机物 对 无 机 材 料 粘 聚 性 差， 吸附在石膏 晶体表面， 使石膏与其它无机材料如石膏、 水泥等的 粘结减弱， 造成 胶 结 材 料 强 度 降 低。 经 水 洗 处 理 磷 石膏后， 二水石膏晶体表面粒状杂物明显减少， 表明 这些有机物、 可溶磷等杂质吸附在磷石膏颗粒表面， 吸附力较弱， 通过水洗处理即可达到除杂的目的。 利用浮选分 离 和 富 集 磷 石 膏 中 有 机 物， 用 **6# 萃取 浮 选 混 合 物 中 有 机 物， 蒸 馏 分 离 **6# 。对 提 取 出来的有机物进行了红 外 吸 收 光 谱 分 析， 见 图 $， 及 组成物质官能团的定性。
:;/#$(-#： 2$L UKM%MVMPI WR$NWR$I>WNUX HJJHOKMTH%> MP OHXHPK ，Y> XH=NULHXHPK KHORPMSUHN NUOR =N MPJL=LHQ NWHOKLUX =PQ O$%$LAX=NN NWHOKLUX HK =% ，$LI=PMO X=KKHLN MP WR$NWR$I>WNUX ZHLH =P=%>VHQ SU=%MK=KMTH%> =PQ SU=PKMK=KMTH%> & 8RHML MPJ%UA HPOH $P KRH WL$WHLKMHN $J OHXHPK Z=N =%N$ MPTHNKMI=KHQ & 8RH LHNU%KN NR$ZHQ KR=K $LI=PMO X=KKHLN MP WR$NWR$I>WNUX ZHLH X=MP%> 5+ 6?) -! ，5( 6! -+ ，5* 6?C -，5+ 6?) -( & 8RH> ZHLH WR>NMO=%%> =QN$LYHQ $P KRH NULJ=OH $J WR$NWR$I>WNUX OL>NK=%N =PQ KRHML O$PKHPK JH%% ZMKRMP KRH L=PIH $J =Y$UK ) & ? E F ) & ( E & 8RH WLHNHPOH $J $LI=PMO X=KKHLN MPOLH=NHQ KRH NHKKMPI KMXH $J OHXHPK =PQ LHQUOHQ KRH NKLHPIKR，W=LKMOU%=L%> LHX=L[=Y%H%> MP KRH (" Q=>N O$XWLHNNMTH NKLHPIKR & 8RHML MPJ%UHPOH O$U%Q YH O%H=PHQ $UK Y> J%$=KMPI WLHKLH=KXHPK & <"3 =)$5/： WR$NWR$I>WNUX； $LI=PMO X=KKHL； OHXHPK