磷石膏建筑材料外文翻译资料

 2022-02-02 10:02

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磷石膏建筑材料

摘要：

磷石膏是磷肥生产的副产品，每生产1吨磷酸就会产生约4-6吨的磷石膏，世界人口的持续增长在增加了粮食需求的同时，也导致了磷肥产量的增加，从而使磷石膏的产量日益增长，其中约85%的磷石膏未经处理就被排放到海洋或河流中，或着堆放在池塘或沟渠中，造成了严重的污染。因此资源化利用磷石膏具有经济和环境效益。学者们在磷石膏用作土壤稳定改良剂、农用肥料、水泥制品和建筑材料和在水泥缓凝剂等领域进行了广泛的研究。本文综述了磷石膏作为建筑材料的早期研究情况，讨论了磷石膏对材料工作性、单位重量、机械强度和耐久性等性能的影响，为今后可持续地利用磷石膏奠定了基础。

1.引言

磷石膏是磷肥工业(磷酸生产)的副产品，与天然石膏相似，但也有一些不同之处，如水溶磷酸盐(P2O5)、水溶性氟(F-)和P2O5等杂质在石膏晶体晶格中被取代。虽然磷石膏和石膏都是二水硫酸钙，用磷石膏代指湿法生产磷酸的副产物，虽然石膏是指天然矿物。磷石膏主要由硫酸钙脱水(CaSo4.2H2o)组成，占其中的90%以上，还有含量不一的硅、f、P2O5和有机物质等(Rashad，2015年)。磷石膏含有相当数量的镭-226、铀和其他铀衰变产品(IAEA，2013年)。磷石膏的主要化学元素组成随所用磷酸工艺类型的不同而变化，其中CaO含量在32.2%至36.9%之间波动，SO3含量在44%至50.3%之间波动(Rutherford等人，1994年)。表1显示了磷石膏在不同研究中的氧化物组成。粉体主要由粉粒组成。脱水磷石膏的最大粒径从0.5mm到1.0mm不等，典型的50-75%的脱水磷石膏可以通过0.075 mm的筛网。在大多数情况下，半水磷石膏（通过干燥过程）的粒径比脱水形式大。水分含量通常在8%到30%之间波动。当含水量在15%至20%之间波动时磷石膏可以得到最大密度 (IAEA，2013年)。磷石膏是一种湿灰色的粉体(如图1)，其体积密度在0.9至1.7g/cm3之间波动。磷石膏最初储存时呈高酸性(pH值在1左右)，这与残余酸有关，但这种酸度随着脱水和风化(hentati等人，2015年)而逐渐减少，达到2.5-6(IAEA，2013年)；磷石膏颗粒密度在2.27至2.4 g/cm3之间波动，而体积密度在0.9至1.7 g/cm3之间波动(Rutherford等人，1994年)。

氧化物组成

Degirmenci and okucu (2007)

Min等人(2008年)

Ajam等人(2009年)

Huang和lin(2010 a，b)

Gaiducis等人(2011)

She等人（2011）

Bouchhima等人(2013年)

kadirova等人(2014年)

rashad (2015)

Zhao等人(2015年)

hua等人(2016年)

Huang等人(2016年)

Li等人

SiO2

0.44

1.25

1.37

3.21

4.35

3.62

1.37

1.89

8.82

5.94

4.86

2.3

1.37

Al2O3

0.88

0.43

0.11

1.09

0.24

0.08

0.11

0.08

0.29

0.5

4.38

0.35

0.35

Fe2O3

0.32

0.21

0.03

0.31

0.06

0.05

0.03

-

0.35

1.54

-

0.27

0.45

CaO

32.04

29.05

32.8

34.52

34.35

31.57

32.8

36.48

32.14

32.12

31.05

31.64

38.39

MgO

-

-

0.007

0.06

0.72

0.17

0.007

-

0.09

0.3

0.26

0.29

0.12

SO3

44.67

42.19

44.4

47.3

51.11

42.48

44.4

49.89

34.51

46.02

30.95

42.1

56.68

P2O5

0.50

3.50

1.69

1.10

2.33

1.05

1.69

0.44

1.72

1.39

3.57

1.05

2.26

F-

0.79

-

0.55

0.20

0.5

-

0.55

-

0.8

0.06

-

0.2

-

Na2O

0.13

0.51

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.12

0.07

K2O

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.41

0.17

0.12

TiO2

-

-

-

-

-

0.06

-

-

-

-

.0.2

-

0.06

LOI

21.06

19.48

22.3

11.01

6.34

19.88

22.3

11.22

21

-

-

21.19

-

表一：不同研究测定的氧化物组成

图一：磷石膏原料

磷酸盐在许多国家都有，如图2所示15个最大的磷酸盐生产国(Mineral，2016年)，一家磷肥工业工厂每生产一吨磷酸就产生约4-6吨磷石膏，截至2006年的磷石膏总产量估计约为60亿吨(国际IAEA，2013年)，在1980年，全世界的磷石膏产量为1.2亿(rutherford等人，1994年)。据估计，世界范围内磷石膏的产量约为1.6亿吨，并可能在今后十年或二十年内达到2亿到2.5亿吨(IAEA，2013年)。磷石膏的主要部分仍被处置在大量储存于水体中，造成土壤、水和大气的严重环境污染(Tayibi等人，2009年)。这种污染可能来自氡气体、f-对大气的污染、放射性核素对地下水的污染、酸度或流动阴离子、吸入二次粉尘、直接接触辐射和长期向下浸出渗水(rutherford等人，1994年)。因此，磷石膏的再利用是一个非常重要的问题。世界上已有大约15%的磷石膏产品被再利用在不同领域，如土壤稳定改良剂、农业肥料、水泥生产中的集控器和建筑材料。本文综述了磷石膏作为建筑材料的研究现状，综述了磷石膏对建筑材料的工作性能、单位重量、机械强度和耐久性等性能的影响，为今后磷石膏在可持续发展方法中的研究和应用奠定了基础。

图二：磷石膏产量前十五的国家

2.杂质和改性方法

磷石膏含有磷酸盐、游离磷酸、有机物和氟化物的杂质，磷石膏还含有一些放射性元素，如ra226、pb 210、po 210、u 238和u 234，这些元素来自于磷酸盐岩(singh，2002年)。bolivar等人(2000)提出在磷矿中存在的po和ra的90%仍留

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