磷石膏中的雜質
點擊數:次 2020-11-03 09:35
磷石膏中的雜質是指除了硫酸鈣以外的組分,包括少量未完全分解的磷礦、殘留的磷酸以及氟化物、酸不溶物、鐵鋁化合物、有機質等。根據磷石膏中雜質的物理特性,可以將雜質分為三類:第一類為可溶性雜質;第二類為難溶性雜質;第三類為放射性雜質。其中可溶性雜質對環境的危害最大,隨雨水滲透到土壤中污染環境;對于不溶雜質而言,影響相對比較弱。難溶性雜質含量較高,種類不一。 [1]
磷
磷石膏中磷的含量比較多,是對磷石膏的物理特性影響最大的雜質,磷石膏中因為磷的存在嚴重制約了其合理化利用。根據磷在磷石膏中的存在形式可以將雜質磷分為三種,分別為可溶磷、難溶磷和共晶磷。其中,可溶磷對磷石膏的性能影響最大。可溶磷主要成分是磷酸,在溶液中發生電離,水溶磷主要以 H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-形式存在。可溶磷容易與鈣離子生成難溶性的鈣鹽,鈣鹽對二水石膏的水解產生阻礙作用,嚴重影響了磷石膏進一步的水化的作用。同時,磷酸電離出的氫離子降低了周圍環境的 pH,酸性的土壤環境不適合一些植物和微生物的生長。地下水也會受到酸性環境的影響,使生活用水的 pH 降低,影響人類及其它生物的生活。另外,含磷化合物隨雨水流入湖泊,引起水體富營養化,引發赤潮,破壞生態環境平衡。 磷石膏中難溶磷的存在形式是 Ca3(PO4)2 和 FePO4,其中 Ca3(PO4)2 含量比較多,大約為 1.2%,難溶磷的分布比較集中,主要分布在顆粒比較大的磷石膏中, [1]
難溶磷的物化特性穩定,對磷石膏物性的影響非常小,可以忽略不計。 共晶磷即是 HPO42-代替 SO42-進入硫酸鈣晶格中產生的固溶體。磷石膏在建筑材料的水化過程中,共晶磷明顯降低了石膏的水化率,二水石膏的過飽和度降低,使石膏晶體粗化,結構疏松,降低了建材及水泥的強度,影響石膏的凝結。石膏水化過程中,共晶磷從晶格中析出,變成可溶性的 HPO42-,HPO42-電離出的 PO43-與溶液中的 Ca2+結合生成難溶性Ca3(PO4)2,難溶性的磷酸鈣覆蓋在晶體的表面阻礙石膏的進一步水化,導致石膏強度降低,電離出的氫離子使漿體 pH 降低,不僅會腐蝕機器設備,干燥后的制品表面還會出現粉化、泛霜現象。 [1]
氟
根據氟在磷石膏中的存在形式可分為兩種,分別為可溶性氟和難溶性氟,可溶性氟主要是 NaF,難溶性氟主要是 CaF2、Na2SiF6。磷石膏中的氟主要是由磷礦石中轉移而來的,磷礦石經過硫酸酸解,磷礦石中20%~40%的氟夾雜在磷石膏中。可溶性氟對磷石膏的影響作用主要在于減弱了磷石膏分子間的相互作用力,所以當磷石膏中的可溶性氟含量達到一定程度時,會降低磷石膏的抗壓抗折強度。同時可溶性氟會污染環境和影響人的身體健康,可溶性氟大量流入水體和土壤,人體通過食物和飲水攝入過多會導致氟病。 [1]
有機雜質
磷石膏含有一定的有機物,主要來源于磷礦石的本身和磷礦石酸解過程中添加的有機催化試劑,有機催化試劑成分主要為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷等。 [1]
重金屬、放射性雜質
磷石膏中重金屬離子和放射性物質是需要被關注的問題,其含量大約占0.05%~0.2%,重金屬離子有 Cd、Cu、Zn、Pb 等。重金屬在土壤中的含量分布受磷石膏堆的影響,距離磷石膏堆越遠重金屬含量越低。磷石膏中的放射性物質主要有氫、氡等,這些元素發生核衰變時發射的射線與微塵顆粒形成氣溶膠,吸入這些顆粒對人體造成傷害。
磷
磷石膏中磷的含量比較多,是對磷石膏的物理特性影響最大的雜質,磷石膏中因為磷的存在嚴重制約了其合理化利用。根據磷在磷石膏中的存在形式可以將雜質磷分為三種,分別為可溶磷、難溶磷和共晶磷。其中,可溶磷對磷石膏的性能影響最大。可溶磷主要成分是磷酸,在溶液中發生電離,水溶磷主要以 H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-形式存在。可溶磷容易與鈣離子生成難溶性的鈣鹽,鈣鹽對二水石膏的水解產生阻礙作用,嚴重影響了磷石膏進一步的水化的作用。同時,磷酸電離出的氫離子降低了周圍環境的 pH,酸性的土壤環境不適合一些植物和微生物的生長。地下水也會受到酸性環境的影響,使生活用水的 pH 降低,影響人類及其它生物的生活。另外,含磷化合物隨雨水流入湖泊,引起水體富營養化,引發赤潮,破壞生態環境平衡。 磷石膏中難溶磷的存在形式是 Ca3(PO4)2 和 FePO4,其中 Ca3(PO4)2 含量比較多,大約為 1.2%,難溶磷的分布比較集中,主要分布在顆粒比較大的磷石膏中, [1]
難溶磷的物化特性穩定,對磷石膏物性的影響非常小,可以忽略不計。 共晶磷即是 HPO42-代替 SO42-進入硫酸鈣晶格中產生的固溶體。磷石膏在建筑材料的水化過程中,共晶磷明顯降低了石膏的水化率,二水石膏的過飽和度降低,使石膏晶體粗化,結構疏松,降低了建材及水泥的強度,影響石膏的凝結。石膏水化過程中,共晶磷從晶格中析出,變成可溶性的 HPO42-,HPO42-電離出的 PO43-與溶液中的 Ca2+結合生成難溶性Ca3(PO4)2,難溶性的磷酸鈣覆蓋在晶體的表面阻礙石膏的進一步水化,導致石膏強度降低,電離出的氫離子使漿體 pH 降低,不僅會腐蝕機器設備,干燥后的制品表面還會出現粉化、泛霜現象。 [1]
氟
根據氟在磷石膏中的存在形式可分為兩種,分別為可溶性氟和難溶性氟,可溶性氟主要是 NaF,難溶性氟主要是 CaF2、Na2SiF6。磷石膏中的氟主要是由磷礦石中轉移而來的,磷礦石經過硫酸酸解,磷礦石中20%~40%的氟夾雜在磷石膏中。可溶性氟對磷石膏的影響作用主要在于減弱了磷石膏分子間的相互作用力,所以當磷石膏中的可溶性氟含量達到一定程度時,會降低磷石膏的抗壓抗折強度。同時可溶性氟會污染環境和影響人的身體健康,可溶性氟大量流入水體和土壤,人體通過食物和飲水攝入過多會導致氟病。 [1]
有機雜質
磷石膏含有一定的有機物,主要來源于磷礦石的本身和磷礦石酸解過程中添加的有機催化試劑,有機催化試劑成分主要為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷等。 [1]
重金屬、放射性雜質
磷石膏中重金屬離子和放射性物質是需要被關注的問題,其含量大約占0.05%~0.2%,重金屬離子有 Cd、Cu、Zn、Pb 等。重金屬在土壤中的含量分布受磷石膏堆的影響,距離磷石膏堆越遠重金屬含量越低。磷石膏中的放射性物質主要有氫、氡等,這些元素發生核衰變時發射的射線與微塵顆粒形成氣溶膠,吸入這些顆粒對人體造成傷害。
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