基本信息
磷石膏:是指在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣,其主要成分為硫酸鈣。
磷石膏主要成份為:CaSO4·2H2O,此外還含有多種其他雜質。同時,生產過程中,溶液中的HPO4根取代石膏晶格中部分SO4。
製取和生產
磷石膏PhosphoGypsum(PG);
製取1噸磷酸(以100%P2O5計)產生4.8~5.0噸磷石膏;
灰白色或灰黑色,附著水10-30%濕粉,PH=1.9-5.3,F-<0.5%,顆粒直徑一般為5~50μm,顏色呈灰白色,有的呈黃色和灰黃色,化學成分複雜,含有殘留有機磷和無機磷、氟化物及氟、鉀、鈉等成分及其它無機物。
生產高濃度磷復肥時產生的一種工業副產石膏,主要成分也是二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O);產生量也快速增加,由2000年的1100萬噸增加到2008年的4000多萬噸,累計堆存量超過1億噸。雲南、湖北、貴州、山東、安徽、重慶、江蘇、四川、廣東、陝西,這十個省市磷石膏的產生量占全國磷石膏總產生量的91.5%。
2010年來產生量很大4000-7000萬噸/年;長期以來沒有得到很好套用,目前綜合利用率僅10%左右,年利用量在400~500萬噸。
主要反應:
3Ca3(PO4)2·CaF2+10H2SO4+20H2O→10CaSO4·2H2O+2HF+6H3PO4CaCO3+H2SO4+2H2O→10CaSO4·2H2O+CO2CaCO3·MgCO3+2H2SO4→CaSO4·2H2O+MgSO4+2CO2
雜質類別
不溶性雜質:如石英、未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、鋁、鎂的磷酸鹽和硫酸鹽。
可溶性雜質:如
水溶性P
2O
5,溶解度較低的氟化物和硫酸鹽。
此外,磷石膏中還含砷、銅、鋅、鐵、錳、鉛、鎘、汞及放射性元素。均極其微量,且大多數為不溶性固體,其危害性可忽略不計。磷石膏中所含氟化物、游離磷酸、P2O5、磷酸鹽等雜質是導致磷石膏在堆存過程中造成環境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存,不僅侵占了土地資源,而且由於風蝕、雨蝕造成了大氣、水系及土壤的污染。長時間接觸磷石膏,可能導致人的死亡或病變。