[发明专利]一种仅含共晶磷的二水硫酸钙及其制备方法

说明书

本发明提供了一种仅含共晶磷的二水硫酸钙及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合硫酸盐溶液以及磷酸盐溶液，加热后添加酸液至pH值为1‑3，得到混合溶液；(2)搅拌混合钙盐溶液和步骤(1)所得混合溶液，反应后依次进行过滤、水洗以及干燥后得到所述仅含共晶磷的二水硫酸钙。采用本发明提供的制备方法可以反应物配比的改变影响二水硫酸钙中共晶磷的含量，可用于精确研究共晶磷对石膏胶凝性能的影响。

技术领域

本发明属于石膏综合利用技术领域，涉及一种石膏的制备方法，尤其涉及一种仅含共晶磷的二水硫酸钙及其制备方法。

背景技术

磷石膏(主要成分为CaSO₄·2H₂O)是湿法磷酸过程中排放的副产品，其内部的磷杂质分为可溶性磷、难溶性磷以及共晶磷，其中共晶磷指CaSO₄·2H₂O晶格中的磷。由于CaHPO₄·2H₂O与CaSO₄·2H₂O具有非常相似的晶胞参数，因此在湿法磷酸的过程中，CaSO₄·2H₂O的结晶会伴随着少量的CaHPO₄·2H₂O进入其晶格当中，该部分的磷故称为磷石膏中的共晶磷。

本领域的相关学者一直认为共晶磷与可溶性磷一样，能够对磷石膏的胶凝性能具有一定影响，但至今并没有学者给出明确的证据来证明该结论。

CN 113607668A公开了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，CN 113402185A公开了一种磷石膏中共晶磷的分离处理方法，但是均没有提及共晶磷对石膏胶凝性能的影响程度如何。彭家慧等提及到了共晶磷对石膏胶凝性能的影响的研究(详见磷石膏中有机物、共晶磷及其对性能的影响[J]，建筑材料学报，2003，6(3):221-226)。彭家慧等通过外掺CaHPO₄·2H₂O与CaSO₄·2H₂O在磷酸、钙离子过饱和溶液中混合的方式来研究共晶磷含量对石膏胶凝性能的影响。

李美等也对共晶磷对石膏胶凝性能的影响进行了研究(详见《磷石膏品质的影响因素及其建材资源化研究》)，其通过外掺CaHPO₄·2H₂O与CaSO₄·2H₂O在磷酸、钙离子过饱和溶液中混合的方式来研究共晶磷含量对石膏胶凝性能的影响。

上述研究过程存在以下问题，其一、不能保证CaHPO₄·2H₂O能够全部进入CaSO₄·2H₂O的晶格当中；其二、该体系下并不只有CaHPO₄·2H₂O这一种磷杂质存在，还有其他形式的磷杂质(如难溶磷)，且均会对石膏胶凝性能产生影响，因此无法判断石膏胶凝性能的差异是由CaHPO₄·2H₂O造成的。

因此，需要提供一种仅含有共晶磷的二水硫酸钙，用来准确研究共晶磷对石膏胶凝性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅含共晶磷的二水硫酸钙及其制备方法。所述制备方法能够避免形成其他形式的磷杂质(包括难溶性磷和可溶性磷)，从而阻止了这些杂质对磷石膏胶凝性能的影响干扰。该方法制备的仅含共晶磷的二水硫酸钙，其二水硫酸钙中共晶磷的含量可以随着反应物配比的改变而变化，可用于精确研究共晶磷对石膏胶凝性能的影响。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种仅含共晶磷的二水硫酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)混合硫酸盐溶液以及磷酸盐溶液，加热后添加酸液至pH值为1-3，得到混合溶液；