过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (4): 397-405.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225200
吴光超1, 陈开选2, 王瑞营1, 胡海洋1, 李家茂3, 徐韦洪4, 李灿华1*
1. 安徽工业大学冶金工程学院,安徽 马鞍山 243032
2. 合肥天柱庐阳混凝土有限公司,安徽 合肥 230001
3. 安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽 马鞍山 243032
4. 贵州磷化集团绿色环保产业有限公司,贵州 贵阳 551109
Guangchao WU1, Kaixuan CHEN2, Ruiying WANG1, Haiyang HU1, Jiamao LI3, Weihong XU4, Canhua LI1*
摘要: 磷石膏是湿法磷酸生产过程中的副产物,年排放量巨大,其大量堆存不仅占用大量土地资源,更易引发重金属溶出、土壤盐碱化及堆场坍塌等环境与安全问题,亟需实现资源化利用。目前,磷石膏虽已在农业、工业和建筑行业等领域得到应用,但因杂质成分复杂、预处理成本高,导致利用难度较大。基于废弃材料的合理利用理念,本研究以磷石膏为主要原料,添加高炉矿渣粉、粉煤灰和II型无水石膏,选用碳酸氢钠和铝粉两种发泡剂调控孔隙结构,对比分析发泡剂种类对陶粒性能的影响。针对筒压强度最优的陶粒样品,进一步开展XRD, SEM和BET分析,深入研究其微观机理。研究表明,发泡剂种类对陶粒的孔隙率、堆积密度及筒压强度具有显著影响。相同工艺条件下,铝粉制备陶粒的7 d早期筒压强度优于碳酸氢钠制备的陶粒。当原料配比与发泡剂种类适合的情况下,制备的免烧陶粒筒压强度最高可达6.5 MPa,基本满足轻集料混凝土用骨料的强度要求。该工艺不仅为磷石膏的规模化利用提供了新途径,还实现了免烧陶粒的绿色制备,兼具环境效益与经济效益