磷石膏中含有磷、氟、游离酸和其他杂质，这将减慢所制备的巴黎石膏在水化过程中的凝结时间，并降低产品的强度。因此，当用于生产石膏建筑材料时，一定要进行严格的纯化。使用磷石膏的各种技术包括洗涤磷石膏以分离杂质并中和游离酸的处理过程。

磷石膏的提纯有两个关键：一是洗涤后得到杂质含量满足建材行业要求的稳定的二水石膏。二是解决洗涤过程中造成的二次污染。

纯化方法主要包括水洗，分级和石灰中和。洗涤过程可以去除磷石膏中的细微不溶杂质，如游离磷酸，水溶性磷酸盐和氟等；分类处理可以去除磷石膏中的少量不溶杂质，例如硅砂，有机物和非常小的磷石膏晶体。分散的杂质会影响建筑石膏的凝固时间，黑色有机物也会影响建筑石膏产品的外观和颜色。分类处理对于去除磷和氟也是有效的。此外，湿筛磷石膏还可去除大颗粒的石英和未反应的杂质。石灰中和方法特别简单有效，可去除磷石膏中的残留酸。

当使用含有可溶性杂质，不溶物和高级有机物的磷矿制成磷酸时，生成的磷石膏为聚合物晶体形式，因此一定要使用更仔细的纯化方法。一种方法是用三级水力旋流器分离磷石膏浆料。在这种情况下，水溶性杂质的去除率大于95％，有机物的去除率也足够高，磷石膏的利用率为70％至90％。

当磷石膏的粒径非常小并且水源不是很丰富时，使用浮选法代替水力旋流器法分离杂质。浮选时的有机分离度非常高，水溶性杂质的去除率为85％至90％，石膏的回收率为90％至96％。

对纯化的石膏悬浮液进行真空过滤，以使游离水含量降至低处，从而减少后续干燥段的热量消耗。使用的过滤类型取决于磷石膏的晶体大小。离心机可以降低磷石膏的水分含量，但不适用于某些磷石膏。真空过滤器脱水程度较差，但可用于各种磷石膏，投资成本低，维护要求少。

磷石膏的基础研究成果是什么？

答：（1）可溶性磷，氟，共晶磷和有机物是磷石膏中的主要有害杂质。可溶性磷，氟和有机物分布在二水合石膏晶体的表面，其含量随着磷石膏粒径的增加而增加；共晶磷存在于二水合石膏的晶格中，其含量随着磷石膏粒度的减小而增加。

（2）磷石膏中的有机物是乙二醇甲基醚乙酸酯，异硫氰基甲烷，3-甲氧基-正戊烷和2-乙基-1,3-二氧戊环。它们会增加需水量，削弱二水合石膏晶体之间的结合力，并降低硬化体的强度。可溶性磷和共晶磷可以降低水泥水合时液相的过饱和度，延迟凝固和硬化，并使水合产物晶体更粗，结构更疏松，强度更低。可溶性磷和有机物的存在还可以显着降低二水合石膏的脱水温度。

（3）水洗可以除去共晶磷以外的所有杂质；差异选择可以去除磷石膏中的有机物；石灰中和可以将有害的可溶性磷和氟转化为惰性和不溶性盐；球磨可以有效改善磷石膏的颗粒形态和等级；筛分可以去除有害杂质含量特别高的部分，提高磷石膏的质量。在800°C下煅烧可以消除共晶磷和有机物的影响。

（4）磷石膏的pH值可以作为判断磷石膏质量的重要指标。 pH值越低，H3PO4含量越高，对磷石膏的有害作用就越大。

磷石膏的特征是什么？其热力学性质是什么？

答：磷建筑石膏的标准需水量高于天然建筑石膏的标准需水量，其强度低于天然石膏的标准需水量，凝结时间比天然石膏的早。这是表面上的异常。实际上，未经任何处理，这是磷石膏的一种特殊现象。这是其脱水过滤性曲线与天然石膏之间的根本区别。磷石膏的脱水温度低于天然石膏的脱水温度，其性能明显不同。

根据相关数据和测试结果的分析，磷石膏的上述特性可以解释如下：

（1）磷石膏是相对酸性的，其有害杂质基本上是酸性物质。当脱水温度升高时，酸性介质会急剧释放，尤其是在脱水初期。磷石膏中酸含量的增加导致脱水温度下降，并且在二水合石膏和半水合石膏的作用之间发生放热作用。该反应在磷酸和硅氟酸的混合物的作用下或直接从二水合石膏的作用下再次产生半水合石膏。随着半水合石膏的量减少，脱水温度相应降低。

（2）所得物中含有III型无水石膏。 III型无水石膏不稳定，亲水性强。即使在潮湿的空气中也可以将其转变为半水石膏（或逆反应）。在实际应用中，III型无水石膏在巴黎石膏中起催化作用。由于高的脱水温度，二水合磷酸石膏直接生成了III型无水石膏，外观仍然是二水合晶体。在配制水泥质材料时，按照巴黎普通石膏的标准水量添加时，浆液会迅速变稠然后凝结。实际的需水量比天然石膏要高得多，并且水泥材料样品的渗漏严重。由于存在III型无水石膏，巴黎石膏的硬化过程得以加快。尽管表面上有水，但水下的水泥已经硬化。由于快速硬化，加速了石膏的水合成二水合石膏的过程，无法满足二水合石膏晶体生长的时间和条件，因此其晶体不能生成像天然石膏那样的较大燕尾晶体，但是晶体群被毛孔和水包裹着。当样品干燥时，可以看出其截面是粗糙的和微孔的，这不同于天然石膏。

（3）在脱水温度在120℃至140℃之间的试验中，添加一定量的CaO，并且当添加时温度为约100℃。岩石学分析表明，磷石膏的脱水产物基本为CaSO4·1 / 2H2O，少量CaSO4·2H2O，未发现CaSO4等矿物质。标准需水量接近天然石膏，强度达到优良建筑石膏的要求。

了解了磷石膏的特性及其脱水的热力学性质，可以确定磷石膏的适合油炸体系，并将磷石膏转化为建筑石膏。并可以使用添加剂来进一步改善其性能。

不同量的磷建筑石膏对天然建筑石膏强度有什么影响？

答：将磷酸盐建筑石膏和天然建筑石膏按一定的混合比例混合制成的石膏建筑材料，可以提高早期强度，更有利于生产过程中的脱模和运输。

磷酸盐建筑石膏与天然建筑石膏的混合比从20％增加到50％，并提高了强度。当含量为30％至50％时，强度的增加较大，而强度则以2h的强度增加了约17％。 28d强度计算，增加约30％。