|本期目录/Table of Contents|

[1]董万强,邓祥意*,张秋桐,等.氧化钙对磷石膏中可溶磷和可溶氟固化性能的影响[J].武汉工程大学学报,2023,45(06):620-627.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202302002]
　DONG Wanqiang,DENG Xiangyi*,ZHANG Qiutong,et al.Effect of Calcium Oxide on Solidification Properties ofSoluble Phosphorus and Soluble Fluorine in Phosphogypsum[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2023,45(06):620-627.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202302002]
点击复制

氧化钙对磷石膏中可溶磷和可溶氟固化性能的影响(/HTML)

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
45
期数:
2023年06期
页码:
620-627
栏目:
化学与化学工程
出版日期:
2026-07-09

文章信息/Info

Title:
Effect of Calcium Oxide on Solidification Properties of
Soluble Phosphorus and Soluble Fluorine in Phosphogypsum
文章编号:
1674 - 2869（2023）06 - 0620 - 08
作者:
董万强1;  邓祥意*1;  张秋桐1;  史抒扬1;  吴 康1;  池汝安1;  2
1. 武汉工程大学资源与安全工程学院，湖北 武汉 430074；
2. 湖北三峡实验室，湖北 宜昌 443007
Author(s):
DONG Wanqiang1;  DENG Xiangyi*1;  ZHANG Qiutong1;  SHI Shuyang1; WU Kang1; CHI Ru’an1; 2
1. School of Resources and Safety Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430074， China；
2. Hubei Three Gorges Laboratory， Yichang 443007， China
关键词:
磷石膏; 氧化钙; 可溶磷; 可溶氟; 固化性能
Keywords:
phosphogypsum;  calcium oxide;  soluble phosphorus;  soluble fluorine;  solidification properties
分类号:
X781.3
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202302002
文献标志码:
A
摘要:
磷石膏是湿法磷酸过程产生的大宗固废（主要成分为CaSO4·2H2O），针对磷石膏堆场中可溶磷和可溶氟的迁移对周边环境造成一定程度污染的问题，采用氧化钙固化磷石膏中的可溶磷和氟，利用响应曲面优化可溶磷、氟固化工艺参数，通过溶液化学计算、SEM和XRD分析可溶磷和可溶氟固化机理及沉淀产物微观结构和物相组成。响应曲面分析表明，各因素对可溶磷和可溶氟的固化率存在一定交互作用，其中CaO用量影响最为显著，各因素对固化率的影响次序为：CaO用量>液固比>反应时间，经优化后的工艺条件为：CaO用量3.30%（质量分数），液固比1.90，反应时间110 min，可溶磷和可溶氟的固化率分别为98.6%和99.7%。溶液化学计算结果表明固化过程中可溶氟优先可溶磷生成沉淀。SEM及XRD分析结果表明可溶磷主要以CaHPO4?2H2O的形式析出，可溶氟则主要以CaF2形式析出。

Abstract:
Phosphogypsum is a large-scale solid waste produced in wet-process production of phosphoric acid，which is mainly composed of CaSO4·2H2O. The migration of soluble phosphorus and fluorine in the phosphogypsum stack will cause environmental pollution. In this paper， calcium oxide was used to solidify soluble phosphorus and fluorine in phosphogypsum. Response surface analysis shows that the solidification efficiency of soluble phosphorus and soluble fluorine is positively correlated with CaO mass fraction and reaction time， the influence of various factors on the solidification efficiency is in the order of CaO mass fraction > liquid-solid ratio > reaction time. The optimized parameters are CaO mass fraction of 3.30%， liquid-solid ratio of 1.90 and reaction time of 110 min. And the solidification efficiencies of soluble phosphorus and soluble fluorine are 98.6% and 99.7%， respectively. The results of solution chemical calculation show that soluble fluorine is precipitated prior to soluble phosphorus in the solidification process. The results of X-ray diffraction and scanning electron microscopy show that soluble phosphorus is mainly precipitated in the form of CaHPO4?2H2O， while soluble fluorine in the form of amorphous CaF2.

参考文献/References:

［1］ 阮耀阳， 罗惠华， 徐伟， 等. 微细粒硅钙质磷矿双反浮选试验［J］. 化工矿物与加工， 2022， 51（7）： 13-17.

［2］ CAO J Z， WANG Z Y， MA X H， et al. Promoting coordinative development of phosphogypsum resources reuse through a novel integrated approach： a case study from China［J］. Journal of Cleaner Production， 2022， 374： 134078：1-14.
［3］ 黄迪，宗世荣，马航， 等. 磷石膏资源化利用技术研究及应用进展［J］. 磷肥与复肥，2023，38（5）：17-22.
［4］ HANAN T， MOHAMED C， FéLIX A L， et al. Environmental impact and management of phosphogypsum［J］. Journal of Environmental Management， 2009， 90（8）： 2377-2386.
［5］ 杨再银. 扎实推进磷石膏综合利用加快修复长江生态环境［J］. 磷肥与复肥， 2021， 36（9）： 4.
［6］ 陈家灵，谢海云，张培， 等.磷石膏治理重金属废水的研究进展［J］. 矿冶，2022，31（5）：80-87.
［7］ 别琳琳，张莉，周晓华， 等. 湖北某磷石膏堆场渗滤液产生量的预测分析［J］. 武汉工程大学学报，2022，44（2）：180-185.
［8］ CHEN Q， ZHANG Q L， QI C C， et al. Recycling phosphogypsum and construction demolition waste for cemented paste backfill and its environmental impact［J］. Journal of Cleaner Production，2018，186：418-429.
［9］ 刘梅，高利坤，何海洋， 等. 磷石膏杂质脱除、稀土回收及资源化利用研究进展［J］. 化工矿物与加工，2023，52（10）：24-31.
［10］ CONTRERAS M， PéREZ-LóPEZ R， GáZQUEZ M J， et al. Fractionation and fluxes of metals and radionuclides during the recycling process of phosphogypsum wastes applied to mineral CO2 sequestration［J］. Waste Management，2015，45： 412-419.
［11］ CAI W， LIU C H ， ZHANG C X， et al. Developing the ecological compensation criterion of industrial solid waste based on emergy for sustainable development［J］. Energy， 2018， 157： 940-948.
［12］ MARJA S， JARON M， YANG J， et al. Continuous biological sulfate reduction from phosphogypsum waste leachate［J］. Hydrometallurgy， 2018，180：1-6.
［13］ 欧雪娇， 张春桃， 李雪伟， 等. 常压溶液法磷石膏中可溶杂质去除规律的分析研究［J］. 应用化工， 2017， 46（7）： 1313-1317.
［14］ 陈永松， 毛健全. 磷石膏中污染物可溶磷的溶出特性实验研究［J］. 贵州工业大学学报（自然科学版）， 2007（1）： 99-102.
［15］ 赵红涛， 李会泉， 包炜军， 等. 磷石膏中微量含氟物相的光谱分析［J］. 光谱学与光谱分析， 2015， 35（8）： 2333-2338.
［16］ DAI Q X， MA L Q， XIE L G， et al. Analyses on the application of components in the phosphogypsum decomposition residue： based on the study of migration and conversion rules of elements in the purification procedure of CaO［J］. Environmental Progress & Sustainable Energy，2018，37（3）：1020-1030.
［17］ 白有仙， 吴培利， 刘健， 等. 磷石膏循环洗涤工艺研究［J］. 化肥工业， 2009， 36（1）： 34-36.
［18］ 李展， 陈江， 张覃， 等. 磷石膏中磷、氟杂质的脱除研究［J］. 矿物学报， 2020， 40（5）： 639-646.
［19］ 彭家惠， 张家新， 万体智， 等. 磷石膏预处理工艺研究［J］. 重庆建筑大学学报， 2000（5）： 74-78，94.
［20］ 付全军，罗蜀峰，马先林，等. 浸取中和法脱除磷石膏中杂质的研究［J］. 无机盐工业，2015，47（7）：44-47.
［21］ 钟雯. 不同预处理方式对磷石膏中残留的磷和氟的影响［J］. 居业， 2021（8）： 203-204，206.
［22］ 李兵， 陈靖. 利用电石渣固化磷石膏中的水溶性磷、水溶性氟［J］. 磷肥与复肥， 2018， 33（9）： 6-9.
［23］ ZHOU Z， LU Y C， ZHAN W， et al. Four stage precipitation for efficient recovery of N， P， and F elements from leachate of waste phosphogypsum［J］. Minerals Engineering， 2022， 178： 107420：1-10.
［24］ 陈斐，黄天悦，张旭松， 等. 响应面法优化高产多聚谷氨酸菌株冻干保护剂的研究［J］. 武汉工程大学学报，2020，42（6）：610-615.

相似文献/References:

[1]陈常连,王宏全,季家友,等.添加氧化钙的硅酸锆陶瓷的性能[J].武汉工程大学学报,2013,(11):59.[doi:103969/jissn16742869201311013]
　CHEN Chang\|lian,WANG Hong\|quan,JI Jia\|you,et al.Performance of zirconium silicate ceramic dopped calcium oxide[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2013,(06):59.[doi:103969/jissn16742869201311013]
[2]罗惠华,饶欢欢,杨婕,等.胶磷矿浮选中碱性联合调整剂[J].武汉工程大学学报,2014,(04):1.
　LUO Hui-hua,RAO Huan-huan,YANG Jie,et al.. Alkalescent mixed-regulators in collophanite beneficiation[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2014,(06):1.
[3]罗惠华,饶欢欢,杨婕,等.胶磷矿浮选中碱性联合调整剂[J].武汉工程大学学报,2014,(05):20.[doi:103969/jissn16742869201405005]
　LUO Hui hua,RAO Huan huan,YANG Jie,et al.Alkalescent mixedregulators in collophanite beneficiation[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2014,(06):20.[doi:103969/jissn16742869201405005]
[4]张华丽,虞 雷,赵 凯. 不同晶型调控剂对磷石膏制备α-半水石膏结晶生长的影响及其机理研究 [J].武汉工程大学学报,2026,48(04):355.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202508016]
　ZHANG Huali,YU Lei,ZHAO Kai. Effects and mechanisms of different crystal modifiers on crystal growth of α-hemihydrate gypsum prepared from phosphogypsum [J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2026,48(06):355.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202508016]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-02-11
基金项目：湖北三峡实验室开放/创新基金（SK211002）；国家重点研发计划重点专项（2022YFC3902702）；湖南省重点实验室开放基金（2018TP1002）
作者简介：董万强，博士研究生，工程师。E-mail：honestman08@163.com
*通讯作者：邓祥意，博士，副教授。E-mail：xiangyideng@126.com
引文格式：董万强，邓祥意，张秋桐，等. 氧化钙对磷石膏中可溶磷和可溶氟固化性能的影响［J］. 武汉工程大学学报，2023，45（6）：620-627.
更新日期/Last Update: 2023-12-25