磷石膏中含有磷、氟、游離酸和其他雜質，這將減慢所制備的巴黎石膏在水化過程中的凝結時間，并降低產品的強度。因此，當用于生產石膏建筑材料時，一定要進行嚴格的純化。使用磷石膏的各種技術包括洗滌磷石膏以分離雜質并中和游離酸的處理過程。

磷石(shi)膏(gao)的(de)提純有兩個關鍵(jian)：一(yi)是(shi)洗滌后(hou)得到雜質(zhi)含量滿足建材(cai)行業要求的(de)穩定的(de)二水石(shi)膏(gao)。二是(shi)解決洗滌過程中造(zao)成的(de)二次污染。

純(chun)化方法(fa)主(zhu)要(yao)包(bao)括水洗，分(fen)級和(he)(he)石灰(hui)(hui)中和(he)(he)。洗滌過(guo)程(cheng)可(ke)以(yi)去除磷(lin)(lin)石膏(gao)中的(de)細微不溶(rong)雜質，如(ru)游離磷(lin)(lin)酸，水溶(rong)性磷(lin)(lin)酸鹽和(he)(he)氟等；分(fen)類(lei)處理可(ke)以(yi)去除磷(lin)(lin)石膏(gao)中的(de)少量不溶(rong)雜質，例如(ru)硅砂，有(you)機物(wu)和(he)(he)非常小的(de)磷(lin)(lin)石膏(gao)晶體。分(fen)散的(de)雜質會影響(xiang)建筑石膏(gao)的(de)凝固(gu)時間，黑(hei)色(se)有(you)機物(wu)也會影響(xiang)建筑石膏(gao)產品(pin)的(de)外觀和(he)(he)顏色(se)。分(fen)類(lei)處理對于(yu)去除磷(lin)(lin)和(he)(he)氟也是有(you)效的(de)。此外，濕篩(shai)磷(lin)(lin)石膏(gao)還可(ke)去除大顆粒的(de)石英和(he)(he)未反應的(de)雜質。石灰(hui)(hui)中和(he)(he)方法(fa)特別簡單有(you)效，可(ke)去除磷(lin)(lin)石膏(gao)中的(de)殘留(liu)酸。

當使用(yong)(yong)含有(you)(you)可溶(rong)性雜質，不溶(rong)物(wu)和高(gao)級有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的磷(lin)(lin)礦制成(cheng)磷(lin)(lin)酸時，生成(cheng)的磷(lin)(lin)石(shi)膏(gao)為聚合物(wu)晶體形式，因此一定要(yao)使用(yong)(yong)更(geng)仔細的純化(hua)方法。一種方法是(shi)用(yong)(yong)三級水力旋流器分離磷(lin)(lin)石(shi)膏(gao)漿料。在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下，水溶(rong)性雜質的去除(chu)率大于95％，有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的去除(chu)率也足夠高(gao)，磷(lin)(lin)石(shi)膏(gao)的利用(yong)(yong)率為70％至90％。

當磷石膏(gao)的(de)粒徑(jing)非常小并且水(shui)源(yuan)不是很豐富(fu)時，使(shi)用浮選法代替(ti)水(shui)力(li)旋流器法分(fen)離雜質(zhi)。浮選時的(de)有機分(fen)離度非常高，水(shui)溶(rong)性雜質(zhi)的(de)去除率(lv)為(wei)85％至90％，石膏(gao)的(de)回收(shou)率(lv)為(wei)90％至96％。

對(dui)純化的(de)(de)石(shi)膏(gao)(gao)懸浮液進行真空過濾，以使(shi)游離(li)水(shui)(shui)含(han)量降至低處(chu)，從而減(jian)少后續干燥段的(de)(de)熱量消耗。使(shi)用(yong)的(de)(de)過濾類型取決于(yu)磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)晶體大小(xiao)。離(li)心(xin)機(ji)可以降低磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)水(shui)(shui)分含(han)量，但不適(shi)用(yong)于(yu)某(mou)些(xie)磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)。真空過濾器脫水(shui)(shui)程度(du)較差，但可用(yong)于(yu)各(ge)種(zhong)磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)，投(tou)資成本低，維護要求(qiu)少。

磷(lin)石(shi)膏的基礎(chu)研究(jiu)成果是什么？

答：（1）可溶(rong)性磷(lin)(lin)(lin)，氟(fu)，共晶(jing)(jing)(jing)磷(lin)(lin)(lin)和有機物是磷(lin)(lin)(lin)石(shi)膏中(zhong)的(de)(de)主(zhu)要(yao)有害(hai)雜質。可溶(rong)性磷(lin)(lin)(lin)，氟(fu)和有機物分(fen)布(bu)在(zai)二(er)水合石(shi)膏晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)表面，其含量隨著(zhu)磷(lin)(lin)(lin)石(shi)膏粒徑(jing)的(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)加；共晶(jing)(jing)(jing)磷(lin)(lin)(lin)存(cun)在(zai)于二(er)水合石(shi)膏的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格中(zhong)，其含量隨著(zhu)磷(lin)(lin)(lin)石(shi)膏粒度的(de)(de)減小而(er)增(zeng)加。

（2）磷石(shi)膏中的(de)有機物是乙二(er)醇甲(jia)基(ji)醚乙酸酯，異硫氰基(ji)甲(jia)烷，3-甲(jia)氧基(ji)-正戊烷和(he)2-乙基(ji)-1,3-二(er)氧戊環(huan)。它(ta)們會增加需水(shui)量，削弱(ruo)二(er)水(shui)合(he)石(shi)膏晶(jing)體(ti)之(zhi)間的(de)結(jie)合(he)力(li)，并降(jiang)低硬化體(ti)的(de)強度(du)。可(ke)溶性磷和(he)共(gong)晶(jing)磷可(ke)以降(jiang)低水(shui)泥水(shui)合(he)時液相的(de)過飽(bao)和(he)度(du)，延遲(chi)凝固和(he)硬化，并使水(shui)合(he)產(chan)物晶(jing)體(ti)更粗(cu)，結(jie)構更疏松，強度(du)更低。可(ke)溶性磷和(he)有機物的(de)存在(zai)還可(ke)以顯著降(jiang)低二(er)水(shui)合(he)石(shi)膏的(de)脫(tuo)水(shui)溫度(du)。

（3）水洗可以(yi)除去共晶磷(lin)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)所有(you)雜質；差異選擇可以(yi)去除磷(lin)石(shi)(shi)膏中的(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)；石(shi)(shi)灰中和可以(yi)將有(you)害(hai)的(de)(de)(de)可溶性(xing)磷(lin)和氟轉化為惰性(xing)和不溶性(xing)鹽(yan)；球磨可以(yi)有(you)效改善磷(lin)石(shi)(shi)膏的(de)(de)(de)顆粒(li)形態和等級；篩分(fen)可以(yi)去除有(you)害(hai)雜質含量特別高(gao)的(de)(de)(de)部分(fen)，提高(gao)磷(lin)石(shi)(shi)膏的(de)(de)(de)質量。在800°C下煅(duan)燒可以(yi)消除共晶磷(lin)和有(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)影響。

（4）磷石(shi)膏(gao)的pH值(zhi)可以(yi)作為判(pan)斷磷石(shi)膏(gao)質量的重要指標。 pH值(zhi)越低(di)，H3PO4含量越高，對(dui)磷石(shi)膏(gao)的有害作用就越大(da)。

磷石(shi)膏的特征是什(shen)么(me)？其(qi)熱力學性(xing)質是什(shen)么(me)？

答(da)：磷(lin)建(jian)筑石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)標(biao)準(zhun)需水(shui)量(liang)(liang)高于天(tian)(tian)(tian)然(ran)建(jian)筑石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)標(biao)準(zhun)需水(shui)量(liang)(liang)，其強度(du)低于天(tian)(tian)(tian)然(ran)石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)標(biao)準(zhun)需水(shui)量(liang)(liang)，凝(ning)結時間比天(tian)(tian)(tian)然(ran)石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)早。這是(shi)表面上的(de)(de)異常。實際上，未經任何(he)處理，這是(shi)磷(lin)石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)一種特(te)殊現象。這是(shi)其脫(tuo)水(shui)過濾(lv)性曲線與天(tian)(tian)(tian)然(ran)石膏(gao)(gao)(gao)之間的(de)(de)根本區別(bie)。磷(lin)石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)脫(tuo)水(shui)溫度(du)低于天(tian)(tian)(tian)然(ran)石膏(gao)(gao)(gao)的(de)(de)脫(tuo)水(shui)溫度(du)，其性能明顯(xian)不同(tong)。

根據相關數據和(he)測試結果的(de)分析(xi)，磷石膏的(de)上述特性可(ke)以解(jie)釋如下：

（1）磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)是(shi)相對酸(suan)(suan)性(xing)的(de)(de)，其(qi)有害雜質基本上是(shi)酸(suan)(suan)性(xing)物質。當脫(tuo)水(shui)(shui)溫度升(sheng)高時，酸(suan)(suan)性(xing)介質會(hui)急劇(ju)釋放，尤其(qi)是(shi)在(zai)脫(tuo)水(shui)(shui)初期(qi)。磷(lin)石(shi)膏(gao)(gao)中酸(suan)(suan)含量的(de)(de)增加導致脫(tuo)水(shui)(shui)溫度下(xia)(xia)降，并且在(zai)二水(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)和(he)半水(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用之間發生放熱作(zuo)(zuo)用。該(gai)反應在(zai)磷(lin)酸(suan)(suan)和(he)硅氟酸(suan)(suan)的(de)(de)混合(he)物的(de)(de)作(zuo)(zuo)用下(xia)(xia)或(huo)直(zhi)接從二水(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用下(xia)(xia)再次產生半水(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)。隨(sui)著半水(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)量減少，脫(tuo)水(shui)(shui)溫度相應降低(di)。

（2）所得物中含有(you)III型(xing)(xing)無(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)。 III型(xing)(xing)無(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)不穩定，親水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性強。即使在潮濕的(de)(de)(de)空氣中也可以(yi)(yi)將其轉(zhuan)變為半水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)（或(huo)逆反應）。在實際應用中，III型(xing)(xing)無(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)在巴黎(li)石(shi)膏(gao)(gao)中起催化作用。由于高的(de)(de)(de)脫水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫度，二(er)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)磷酸石(shi)膏(gao)(gao)直接生成了III型(xing)(xing)無(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)，外觀(guan)仍(reng)然(ran)是(shi)二(er)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)晶(jing)體。在配制(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥質(zhi)材(cai)料(liao)時，按照巴黎(li)普(pu)通石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)(de)標準水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)添加時，漿液會迅速(su)變稠然(ran)后凝結。實際的(de)(de)(de)需水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)比天然(ran)石(shi)膏(gao)(gao)要高得多(duo)，并且水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥材(cai)料(liao)樣品的(de)(de)(de)滲漏嚴(yan)重(zhong)。由于存在III型(xing)(xing)無(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(gao)，巴黎(li)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)化過程(cheng)得以(yi)(yi)加快。盡管表面上(shang)有(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，但水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)下的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥已經硬(ying)化。由于快速(su)硬(ying)化，加速(su)了石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)成二(er)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)的(de)(de)(de)過程(cheng)，無(wu)法滿足二(er)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)石(shi)膏(gao)(gao)晶(jing)體生長的(de)(de)(de)時間(jian)和(he)條件，因此其晶(jing)體不能生成像天然(ran)石(shi)膏(gao)(gao)那樣的(de)(de)(de)較(jiao)大燕尾晶(jing)體，但是(shi)晶(jing)體群被(bei)毛孔和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)包裹(guo)著。當(dang)樣品干燥時，可以(yi)(yi)看出其截面是(shi)粗糙(cao)的(de)(de)(de)和(he)微孔的(de)(de)(de)，這(zhe)不同于天然(ran)石(shi)膏(gao)(gao)。

（3）在(zai)脫水(shui)溫(wen)度(du)在(zai)120℃至(zhi)140℃之間的(de)試驗中，添(tian)加一定量(liang)(liang)的(de)CaO，并且當添(tian)加時溫(wen)度(du)為約(yue)100℃。巖(yan)石(shi)(shi)學分(fen)析表明，磷石(shi)(shi)膏的(de)脫水(shui)產物基本為CaSO4·1 / 2H2O，少量(liang)(liang)CaSO4·2H2O，未(wei)發現CaSO4等(deng)礦(kuang)物質。標準需水(shui)量(liang)(liang)接近天然石(shi)(shi)膏，強(qiang)度(du)達到(dao)優良建筑石(shi)(shi)膏的(de)要求。

了解了磷(lin)石(shi)(shi)膏的(de)特(te)性(xing)及其(qi)脫水的(de)熱(re)力學(xue)性(xing)質，可(ke)以(yi)確定磷(lin)石(shi)(shi)膏的(de)適合油炸(zha)體(ti)系，并(bing)將磷(lin)石(shi)(shi)膏轉化為建筑(zhu)石(shi)(shi)膏。并(bing)可(ke)以(yi)使(shi)用添加劑來進一(yi)步(bu)改(gai)善(shan)其(qi)性(xing)能。

不同(tong)量(liang)的磷建(jian)筑(zhu)石(shi)(shi)膏對(dui)天(tian)然建(jian)筑(zhu)石(shi)(shi)膏強度有什(shen)么影響？

答：將磷酸(suan)鹽建(jian)筑石膏(gao)和天然建(jian)筑石膏(gao)按一定的混(hun)合比例混(hun)合制(zhi)成的石膏(gao)建(jian)筑材料，可以提高(gao)早期強度(du)，更有利于生產過(guo)程中的脫模(mo)和運(yun)輸(shu)。

磷酸鹽建筑石(shi)膏與天然建筑石(shi)膏的(de)混合比從(cong)20％增(zeng)加到50％，并提高了(le)強度。當(dang)含量為30％至50％時，強度的(de)增(zeng)加較大，而強度則以2h的(de)強度增(zeng)加了(le)約17％。 28d強度計算(suan)，增(zeng)加約30％。