田家新， 彭伟军， 苗毅恒， 曹亦俊

郑州大学化工学院，河南 郑州 45001

引言

磷石膏是湿法磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿石而得到的一种固体废物[1]。每生产1.0 t磷酸，同时产生4.5～5.0 t磷石膏，2019年我国磷石膏产量约为7 500万t，综合利用率约40%，全国磷石膏累计堆存量已达4亿t，全球累计堆存量已达60亿t[2]。磷石膏主要成分是二水硫酸钙CaSO4·2H2O，含量在80%以上，同时杂质含量较高，主要的杂质有残余的磷矿、磷酸、氟硅酸盐、铁氧化物、碳质、有机质等，颜色通常呈灰黑色或灰白色[3]。目前，磷石膏主要用于充填采矿、建材及农业领域等[4]。建材领域主要用来生产建筑石膏粉料、建筑石膏制品、水泥及混凝剂等[5, 6]。但是磷石膏白度低、杂质含量高、性能差，导致其大规模建材化应用受阻，目前工业磷石膏大部分堆存，造成土地资源浪费，并严重污染周围环境[7, 8]。

磷石膏除杂增白是实现其高消纳建材化应用的关键。目前，磷石膏除杂增白的方法主要有物理化学法如水洗、浮选，化学法如煅烧、中和、酸浸，以及生物浸出法等[3]。其中，水洗法、浮选法和煅烧法只能去除磷石膏表面的杂质,不能去除其内部包裹的杂质；酸浸法虽可以分解磷石膏, 使内部杂质暴露出来, 但仍有部分不溶性杂质, 如石英和有机物, 无法去除, 且产生大量的酸性废水，易造成二次污染；生物浸出法处理时间周期长，时间成本高。漂白在煤系高岭土除杂增白方面应用较多，并取得了较好的效果，但是在磷石膏方面研究较少。因此，本研究采用漂白—煅烧工艺处理磷石膏，不仅成本低、污染少，得到的磷石膏满足建材和填料行业要求，对磷石膏大规模减量化具有重要的指导意义。……