Химический состав фосфогипса из апатитового концентрата

Как видно из данных табл. 1.11, в фосфогипсе кроме основного вещества присутствуют различные примеси, которые попадают в него на стадии разложения апатитового концентрата смесью серной и фосфорной кислот по реакции:

Сa₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + nH₃PO₄ = (n + 3)H₃PO₄ + 5СaSO₄ · mH₂O + HF

Вещественный состав указанных примесей может быть представлен следующим образом: свободные кислоты (Н₂SO₄, Н₃РО₄, HF), кислые соли Са(Н₂РО₄)₂, СаНРО₄, фосфаты алюминия и железа различной степени замещения, а также фторсоли. Большая часть примесей находится на поверхности кристаллов гипса и в промежутках между агломерированными кристаллами. Некоторое количество фосфатов входит в твердый раствор с гипсом при замещении HPO₄^2– на SO₄^2–, т. к. оба аниона имеют одинаковые параметры кристаллической решетки и относятся к одной пространственной группе. Следует отметить, что примесь гидрофосфата кальция поэтому является наиболее трудно обезвреживаемой как путем водной промывки, так и нейтрализацией ее, например, известковым молоком.

С целью снижения содержания примесей примерно в 3 раза используют комбинированный способ производства экстракционной Н₃РО₄ - полугидратно-дигидратный или дигидратно-полугидратный. Такой подход позволяет кардинально упростить подготовку фосфогипса для последующей его переработки на гипсовые вяжущие.

В последнее время проявляется интерес к использованию синтетического гипса, который в отличие от техногенных продуктов является не отходом других производств, а специально получается из серной кислоты и карбонатного сырья-мела, известняка или доломита. Достоинством такого подхода является возможность получения на стадии синтеза требуемой формы и размера кристаллов CaSO₄ · 2H₂O, что является очень важным вкладом в прочность гипсовых вяжущих.