磷石膏通過碳酸鈉轉化製備硫酸鈉和水泥材料的研究

《磷石膏通過碳酸鈉轉化製備硫酸鈉和水泥材料的研究》是依託四川大學，由唐建華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磷石膏通過碳酸鈉轉化製備硫酸鈉和水泥材料的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐建華
• 依託單位：四川大學

項目摘要

全世界磷石膏的排放量不斷增多，磷石膏的堆存不僅占用大量土地，對地表、水體、土壤、植被、大氣環境造成污染，而其本身卻是一種資源。因此，磷石膏的處理和轉化的終端利用技術是非常有必要的。本項目以磷石膏的綜合利用為背景，研究磷石膏通過純鹼碳酸鈉轉化聯產硫酸鈉和水泥的工藝技術，建立磷化工、純鹼工業和水泥工業的耦合。通過化學反應製備硫酸鈉和碳酸鈣，且將轉化製備的碳酸鈣用於生產矽酸鹽水泥。重點研究磷石膏技術共性問題，完成磷石膏轉化工藝技術及其反應過程熱力學和動力學基礎研究，得到由物料配比，液固比，反應時間，反應溫度、pH值、攪拌強度等反應條件組成的工藝參數，研究濕法磷酸工藝的改進，磷石膏的預處理，控制磷石膏雜質含量，使碳酸鈉與磷石膏表面進行充分接觸。研究此條件下硫酸鈉和碳酸鈣的結晶，獲得符合國家標準的硫酸鈉產物和可用於水泥生產的碳酸鈣。最後還將研究中間產物碳酸鈣生產水泥的循環套用和技術可行性問題。

結題摘要

磷是人類生命和社會發展必須廣泛攝入的“生命元素”，但其生產所需的工藝會產生大量的磷石膏固體廢棄物，目前是世界性治理難題，尚無有效的利用解決之道，我國尤為嚴峻：歷史堆積磷石膏約25億噸、現每年新增堆積磷石膏9000萬噸。項目首先對磷石膏物性分析和磷石膏雜質預處理作了研究，然後對化學法預處理磷石膏的技術共性問題進行研究，進而研究磷石膏本項目化學轉化所涉及熱力學和動力學的基礎理論數據—相平衡數據和反應進行全面研究，最後在相平衡數據（圖）的基礎上建立詳細的工藝路線，並進行磷石膏與碳酸鈉轉化反應與分離的各種工藝條件的探索與最佳化。成功實現將大量磷化工工業的環境污染廢物——磷石膏通過碳酸鈉轉化為有廣泛用途的水泥原料碳酸鈣（純度高的還可以用作高分子材料——PP 等的填充物）和工業級硫酸鈉（芒硝）產品（可以用作純鹼的生產原料）的工藝技術路線，並奠定理論基礎。從而為治理我國磷石膏嚴重污染環境，變廢為益、保護環境、美化環境，提供可利用的技術。