产生量巨大，磷石膏综合利用产品的市场容量有限，短期内还无法做到对磷石膏全部利用，只能采用露天堆放处理。许多小型企业大多采用干法排渣，平地堆放的办法。大型磷肥企业采用湿法排渣，在山谷筑坝堆放，建管道收集回水做循环使用。据不完全统计，目前国内堆存的磷石膏渣达到亿多吨，每年还要新产生万吨左右的磷石膏渣，除去综合利用的约，有多万吨磷石膏渣要作废弃堆放处理。国外对磷石膏处理也主要采用废弃堆存或排入大海的办法。世界主要磷肥生产国美国俄罗斯哈萨克斯坦乌兹别克斯坦等国家采用堆存处理的办法。其中美国主要采用湿法排渣，在平地建渣场堆放，设回水收集回收管道，磷石膏渣场的设计建设有国家统标准，但与危险废物的渣场相比，设计建设要求要低很多。俄罗斯哈萨克斯坦乌兹别克斯坦等国采用干法排渣，在平地建渣场堆放，不设回水收集回收系统。而另外些磷肥生产大国摩洛哥突尼斯约旦埃及等则直接将磷石膏渣排入大海。对磷石膏开展综合利用的国家主要为磷石膏产量小土地资源少经济较发达的国家。磷石膏的环境问题已经越来越受到国家以及世界的关注，磷石膏的综合利用以及处理已经日益受到各个国家的重视，采取经济而有效的处理方法消除杂质，能够更好的利用这个庞大的废渣是刻不容缓的事情，也成为了磷石膏世界性资源化的关键问题之。磷石膏的特性磷石膏主要成分为二水硫酸钙，其含量非常高。纯净的二水硫酸钙是单斜晶系的白色粉末，结晶较好，多呈平行四边形和长柱状以及燕尾状结晶。磷石膏含有少量杂质呈浅灰白色，能溶于酸铵盐甘油，微溶于水，不溶于乙醇。磷石膏胶结体的性能与天然石膏相比有较大差异，主要表现为凝结时间长，强度较低。不同生产企业不同批次的磷石膏的化学组成都略有不同，这主要与磷酸生产工艺条件的控制及磷矿石的品种有关。我国磷酸生产以湿法生产为主，通过硫酸分解磷矿石生成萃取料浆，然后过滤洗涤制得磷酸，过滤洗涤过程中同时产生磷石膏。在磷酸生产过程中，部分磷矿石未分解磷石膏洗涤过滤过程不完全以及生产过程中添加的添加剂是磷石膏中含有磷氟等多种杂质的原因，正是这些杂质影响了磷石膏的性能，使其不能直接应用于石膏建材的生产，制约了磷石数据的误差取舍，使我少走了很多弯路，在试验中遇到问题，杨老师耐心讲解并帮助我分析的原因，使我不但完成了全部实验还找到了自己很多动手能力方面和数据处理方面的不足，非常感谢杨敏老师的大力指导，使我学到了很多大学书本上所学不到的知识。在此也非常感谢庞英老师在试验过程中的支持与帮助，在实验过程中提供药品和很多实验仪器，使我才能顺利的完成全部实验。非常感谢,本科毕业论文设计半水磷石膏水化性能的研究学院化学与化工学院专业环境工程班级班学号学生姓名唐荣云指导教师杨敏年月日目录摘要第章引言磷石膏来源危害与处理磷石膏的特征磷石膏的应用途径磷石膏的应用现状与展望本课题研究意义与研究内容第二章实验原料与实验方法实验原材料及预处理实验仪器和试剂实验方法第三章半水磷石膏水化性能的研究半水磷石膏的制备不同温度制备的半水磷石膏标准稠度用水量不同温度制备的半水磷石膏凝结时间的测定不同温度制备的半水磷石膏不同水化时间的结合水量不同温度制备的半水磷石膏静水溶蚀率的测定半水石膏水化微观性能的研究小结第四章结论参考文献致谢半水磷石膏水化性能的研究摘要近年来，随着磷肥业的发展，磷石膏的排放量也日益增大。我国每年磷石膏的排放量超过万吨，是种重要的工业副产品，但其利用率却非常低，磷石膏占用了大量土地，污染环境，给生产企业带来很大的负担，磷石膏的资源化利用已成为磷肥行业实现可持续发展的关键。采用磷石膏制备半水石膏粉，对半水磷石膏的煅烧温度凝结时间水化率和静水溶蚀率等工艺条件进行系统的研究，获得了用磷石膏生产优等建筑石膏的工艺条件，了解半水磷石膏的水化特性，可以为今后加快开发利用磷石膏资源奠定理论基础。关键词半水磷石膏，水化性能，有较多的杂质，通常用来生产肥料，或经净化后制造饲料级食品级磷酸盐产品。随着我国高浓度磷肥工业生产能力的迅猛发展，其副产品磷石膏已经堆积如山，生产磷酸产生的废渣磷石膏每年的排放量已经超过两千万吨，生产每吨湿法磷酸约排出磷石膏，磷石膏堆存不仅占用大量的土地，而且污染地下水和周边环境，磷石膏已经成为我国排放量最大利用率最低的工业废渣之。目前磷石膏的处置方式大多数是直接废弃，对环境社会特别是磷化工企业带来巨大的压力。我国仅磷肥副产磷石膏高达万，许多重点磷肥企业排磷石膏量均在万吨，磷石膏中二水硫酸钙含量在以上，是种重要的再生石膏资源。磷石膏除含二水硫酸钙外，还含有少量未分解的磷矿，未洗涤于净的磷酸以及氟化钙铁铝化合物酸不溶物有机质等多种危害人体健康及生物生长的有害物质，使其不能直接用于生产石膏建材。如果处置不当将对环境造成严重危害。磷石膏主要的危害有氟和可溶性磷随降水雨淋进入河流海洋，有些渗入土壤和地下水体，造成污染由于地质成因，磷灰石中含有多种放射性元素如镭钍以及它们的衰变产物。任意堆放对周围农作物和居民产生放射性积累污染。在干燥的气候条件下，酸性物质挥发产生的刺激性气味和细粉形成空气污染。所以磷石膏的任意排放不仅占用大量土地，浪费了宝贵的硫资源，而且会污染环境，给生态带来危害。我国磷石膏的排放对大气和地下水造成污染威协尤为突出和日益严重，从环保和技术安全角度看，磷石膏废渣堆存实非上策，综合利用已是迫在眉睫的大问题。通过对半水磷石膏的煅烧温度凝结时间水化率和静水溶蚀率等工艺条件进行系统的研究，获得了用磷石膏生产优等建筑石膏的工艺条件，了解半水磷石膏的水化特性，可以为今后加快开发利用磷石膏资源奠定理论基础。目前磷石膏的处理状况随着磷业近几年的迅猛发展，全国很多企业和研究者在对大量排放的废渣磷石膏的治理和综合利用方面进行了积极的探索，鲁北企业集团等企业大力实施磷石膏综合利用技术改造，旨在能够提高磷石膏的利用率。贵州宏福实业开发总公司贵州开磷集团有限公司围绕实施循环经济进行了积极的探索，被国家发改委选为全国发展循环经济试点单位。华赢磷酸有限公司安徽铜化集团山东奥宝化工集团公司江西贵溪化肥厂重庆涪陵化工公司等企业在磷石膏综合利用方面都取得了定的成绩，创造了许多成功的经验。但随着高浓度磷复肥产量的增加，低品位磷矿用得越来越多，磷石膏渣的产生第章引言磷石膏来源危害与处理磷石膏的来源与危害近年来，随着磷肥和磷酸业的发展，磷石膏的排放量也日益增大。磷石膏是磷肥磷酸生产时排放出的固体废弃物。在工业上，磷酸是种重要的中间化工产品，是生产洗涤剂发酵剂水质稳定剂以及陶瓷玻璃纺织食品等工业需要的各种磷酸盐类的中间产品。磷酸的工业生产方法可分为两大类类是热法生产，制得的产品为热法磷酸，酸的质量较高，通常用以制造磷酸盐产品或食品级磷酸盐另类是湿法生产，产品称为湿法磷酸，质量较差，随使用的磷矿不同，酸中当石膏的放热量达到最大值时，其强度增长速度也对应达到最高点④水膏比。达到石膏浆体所需要的流变特性，半水石膏需水量比半水石膏需水量要小，拌制石膏浆时半水石膏浆体凝结速度稍慢于半水石膏，这是由于半水石膏比表面积大于半水石膏，需水量大，即水膏比大，水化速度快，硬化后制品内部的孔隙较高，强度较低外加剂对水化性能的影响。当石膏水化时，加入些外加剂可以改变水化过程中的相变速度或改变反应过程的动力学，这是因为外加剂可以改变些脱水相的溶解度或溶解速度。根据对石膏水化作用的影响不同以及工业生产上的实际需要，常用的外加剂有促凝剂缓凝剂激发剂纯化剂等。半水磷石膏的结合水量是反应半水磷石膏水化速度快慢的标志，水化速率越快，则定水化时间的结合水量增加就越快，如果水化速率变慢，则定时间水化结合水量增加就变慢，取定量的半水磷石膏可以得到在规定时间内，半水磷石膏水化速率变化曲线，对半水磷石膏水化性能有着重要的作用。不同的磷石膏在特定的水化时间内有着不同的结合水量，这就充分的反映了磷石膏的水化特性，换句话说就是研究其磷石膏与水的反应，使其能够更好的运用在社会的产品原料中。通过实验步骤测得半水磷石膏经过不同的水化时间所转变的结合水量，记录半水磷石膏内的水化速率，半水磷石膏起初进行水化反应的结合水量含量很低，随着水化时间的增加，其水化速率逐渐增快，到达的时候水化速度明显降低，水化现象不明显，并趋于缓慢，到达时，水化反应基本饱和，结合水百分比含量基本保持不变，可见随着时间的增加，水化速率逐渐降低，到达后，水化反应基本停止，不再形成新的结合水，结合水量基本保持不变。通过实验的数据，可以看出不同温度制备的半水石膏结合水量因温度的不同而结合水含量也不尽相同，制备温度越高的半水磷石膏其结合水含量越高，并总体显曲线形式增长。半水磷石膏的不同水化时间的结合水量如表。表不同温度制备的半水磷石膏结合水量注实验过程中由于处在春天雨季的阶段，所以水化后自然干燥效果不好，无法去除磷石膏特定时间水化后的自由水，所以采用干燥机恒温风干，为保证实验准确性，干燥时间过长，可能对实验的数据有点影响。不同温度制备的半水磷石膏静水溶蚀率的测定磷石膏长期在饱和水的作用下不受破坏其强度也不显著降低，抵挡了水的破坏作用的性质来表示它的耐水性如何，随着材料含饱和水量的增加而降低。耐水性包括水对磷石膏的力学装饰等条件进行系统的研究，获得了用磷石膏生产优等建筑石膏的工艺条件，了解半水磷石膏的水化特性，研究磷石膏如何才能代替天然石膏在工业上的利用和开发，可以为今后加快开发利用磷石膏资源奠定理论基础。通过实验初步可以得出以下结论㈠随着烧结温度的升高，半水磷石膏的标准稠度用水量也逐渐增大，半水相的转化更彻底，原料中生成了更多的半水磷石膏，更多的半水石膏的生成需要更多结合水，因此随着原料烧结温度的上升，半水磷石膏的标准稠度用水量也逐渐增加。㈡不同温度制备的半水磷石