大掺量磷石膏纤维板材的制备与性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

磷石膏是磷化工行业湿法生产磷酸过程中硫酸分解磷矿产生的副产物,生产每吨磷酸产生的副产物磷石膏约4~6t[1-3]。我国每年生产工业副产品磷石膏已达到上千万吨,并且每年生产速度不断增加。目前,我国的磷石膏主要来源为以下几个方面[4-5]:(1)随着农业发展,化肥产量不断增加,湿法磷酸生产钙镁磷肥和磷酸一铵产品的企业也随之增加,从而产生大量磷石膏;(2)畜牧业以和水产业的持续发展,促使湿法磷酸生产饲料级磷酸氢钙、磷酸二氢钙和磷酸盐产量不断增加,副产磷石膏产量也随之增加;(3)随着中国低品位磷矿的使用,采用湿法生产的工业磷酸,经净化后生产工业磷酸盐的过程中副产磷石膏。

目前,大部分磷石膏采用堆放处理,带来很多弊端。首先,磷石膏的堆放占用了大量土地,既增加了企业的投资成本,也造成大量土地资源的浪费,不利于当地经济的发展。而且长时间的堆放会使磷石膏砂化,使得单位面积的堆放量减少,进一步增加占地成本[6];其次,磷石膏含有游离酸和大量放射性元素,会造成土壤、水系、大气的严重污染,由可溶磷渗入水体会产生严重的表水富营养化问题及地下水污染,污染地下水源,严重损害地下水的质量,影响周边群众的生活,造成环境污染[7-9]。所以,如何处置这些大量堆放的磷石膏对经济的可持续发展和环境保护有着重要的意义。

现阶段,国内外利用磷石膏的途径较多,主要用于制作水泥缓凝剂、硫酸铵联产水泥、石膏类建材、胶凝材料、建筑材料免烧砖、泡沫混凝土等[10-14]。在用于水泥缓凝剂方面上,德国Salzgitter公司、日本日产化学工业公司拥有较为成熟的工艺,国内的安徽铜陵化工集团公司将磷石膏经石灰改质处理后,部分经单转子锤式烘干机及气体干燥管脱出游离水和大部分结晶水,煅烧成半水石膏,再与处理后的二水石膏按一定比例混匀,用圆盘成球机压制成球状颗粒,制成水泥缓凝剂产品;制作硫酸铵联产水泥方面,德国的伦兹化学公司最早在1990年利用磷石膏生产出符合国家标准的硫酸联产水泥,20世纪90年代,山东鲁北化工厂突破了磷石膏制酸联产水泥的技术难题,实现了年产3万t磷铵、4万t硫酸、6万t水泥的工业化生产;将磷石膏用作建筑材料方面,英国帝国化学工业公司采用磷石膏干法脱水生产墙粉,之后德国、法国、美国等先后用磷石膏生产石膏板材系列产品。国内进入21世纪后生产工艺比较成熟.可以生产出石膏粉、石膏板、石膏砌块、石膏装饰材料和建筑材料等;在用作建筑材料免烧砖方面,以磷石膏为主要原料,通过添加水泥等黏结剂,再经加压成型,可制成磷石膏免烧砖。

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