CN113607668A - 一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法 - Google Patents

一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括：将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，反应后固液分离，得到酸洗溶液；将得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试；采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，测定磷石膏的总磷含量；上述总磷含量与磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。本发明根据磷石膏中磷杂质的种类，选择相应的酸洗工艺条件，保证磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的完全溶出，再经过与磷石膏中总磷含量的对比，定量得出其中共晶磷的含量，便于研究共晶磷含量对磷石膏性能的影响；所述方法操作简便，工艺简单，成本较低，应用前景广阔。

Description

一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法
技术领域
本发明属于石膏综合利用技术领域，涉及一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法。
背景技术
磷石膏主要来源于湿法磷酸生产工艺，属于工业副产石膏的一种，其产量较大，大部分磷石膏仍以堆存为主，既占用大量储存空间，又会给周边环境带来严重污染，将对生态环境和人类生活造成影响，因此磷石膏的回收及资源化利用必不可少。磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O，其余属于杂质组分，其杂质种类复杂且浓度范围广，包括含磷、含氟杂质以及有机杂质等，使得磷石膏的综合利用存在除杂难度大、工艺流程复杂、投资大、经济可行性差等缺点。
磷石膏中的磷含量较多，是对磷石膏物理特性影响最大的杂质，杂质磷的存在形式可分为可溶性磷、难溶性磷和共晶磷三类，含磷杂质的存在会阻碍磷石膏的水化，导致产品结构疏松，强度降低。通过研究各类磷杂质对磷石膏性能的影响规律，可以为有效提高石膏制品的性能提供依据，而研究影响规律的关键是要定量测试各类磷杂质的含量，目前针对可溶性磷的测试及研究比较成熟，但对于共晶磷的研究较少，常规的水洗、浮选等除杂方式难以将共晶磷溶出，从而无法准确说明不同含量的共晶磷会对石膏胶凝材料产生何种影响，因而共晶磷含量的定量检测，是实现磷石膏高效利用的重要研究方向。
CN 107244690A公开了一种磷石膏的复合预处理方法，该方法首先通过研磨筛分去除磷石膏中的有害物质，再将柠檬粉碎发酵，得到富含柠檬酸和微生物的发酵滤液，用发酵滤液和磷石膏混合堆置，静置反应得到一次预处理磷石膏，然后以水为蒸压介质，低压蒸制，得到二次预处理磷石膏，再在高温条件下持续炒制加热，降温后得到的三次预处理磷石膏制成浆料，加入氧化钙调节pH至中性，过滤得到滤渣，完成对磷石膏的预处理；该方法通过多步操作将磷石膏中的可溶性杂质和共晶磷去除，但并未明确难溶性磷的去向，且操作步骤较为复杂，只是将共晶磷去除，无法准确测定其含量。
CN 101486536A公开了一种磷石膏的硫酸改性方法，该方法包括：将硫酸与磷石膏原料混合，在10-90℃的反应温度下反应0.5-24小时；对反应产物进行中和处理，得到改性后的磷石膏；该方法通过酸浸以及加热的方式将磷石膏中的共晶磷脱出，但同时也会将其他各类磷杂质溶出，且工艺操作条件范围较宽，磷的脱除程度不同，无法准确测量出磷石膏中磷杂质的总量以及各类磷的含量。
综上所述，对于磷石膏中共晶磷含量的测试，还需寻求合适的工艺方法，使之能够将可溶性磷和难溶性磷完全溶出并测定含量，再根据磷石膏的总磷含量，计算出共晶磷的含量，简化磷杂质的脱除工艺。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述方法根据磷石膏中磷杂质的种类，选择相应的酸洗工艺条件，保证磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的完全溶出，再经过与磷石膏中总磷含量的对比，定量得出其中共晶磷的含量，便于研究共晶磷含量对磷石膏性能的影响，有助于石膏制品制备时对性能的调控。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，反应后固液分离，得到酸洗溶液；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，测定磷石膏的总磷含量；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本发明中，对于磷石膏的回收利用，需要对其中的杂质组成有所了解，以便于研究杂质含量对其性能的影响，并方便后续利用时杂质的脱除，作为磷石膏中主要的杂质元素之一，对磷含量的检测是重要的研究方向，根据磷石膏中磷杂质的存在形式以及溶出的难易程度，本发明中采用合适浓度的无机酸溶液，并控制工艺条件，使之能够将磷石膏中的可溶性磷和难溶性磷完全溶出，同时基本不影响石膏主成分，通过对溶出液中磷含量的测试，将其与磷石膏完全溶出后的磷含量相比，可计算得出以共晶磷形式存在的磷杂质的含量，实现对各类磷杂质含量的准确测定，便与后续石膏制品性能的提高；所述方法操作简便，检测准确率高，成本较低，应用前景广阔。
其中，所述无机酸溶液选择稀酸，以调节磷石膏中磷的溶出程度，其摩尔浓度的选择0.0001～0.01mol/L，例如0.0001mol/L、0.0005mol/L、0.001mol/L、0.003mol/L、0.005mol/L、0.008mol/L或0.01mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述无机酸的浓度对磷石膏中磷的溶出有重要影响，若无机酸浓度过低，会使得磷石膏中可溶性磷和难溶性磷溶出不足，若无机酸浓度过高，则会造成磷石膏的主要成分二水硫酸钙也溶解，两者均会共晶磷含量测试不准确。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述磷石膏为湿法磷酸生产工艺的副产物。
优选地，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷。
优选地，所述可溶性磷的存在形式包括H3PO4、H2PO4 －、HPO4 2－和PO4 3－。
优选地，所述难溶性磷的存在形式包括Ca3(PO4)2。
优选地，所述共晶磷的存在形式包括CaHPO4·2H2O。
本发明中，根据磷石膏的产生途径以及各组分的性质，磷杂质的存在形式主要包括以上三种，其中共晶磷是HPO4 2－代替SO4 2－进入硫酸钙晶格中产生的固溶体，溶出的难度与可溶、难溶性磷相比较大，因而本发明选择相应的酸浸条件，将可溶性磷和难溶性磷完全溶出，将其与共晶磷分离，以便于测试共晶磷的含量。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述预处理依次包括粉磨和筛分。
优选地，所述粉磨的转速为1500～2000r/min，例如1500r/min、1600r/min、1700r/min、1800r/min、1900r/min或2000r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述粉磨的时间为5～15min，例如5min、6min、8min、10min、12min、14min或15min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述筛分所用筛网的孔径不大于0.315mm，例如0.315mm、0.31mm、0.3mm、0.28mm、0.27mm、0.25mm、0.24mm、0.22mm或0.2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述无机酸包括硝酸、盐酸或硝酸和盐酸的混合酸中任意一种。
本发明中，由于磷石膏的主成分为CaSO4·2H2O，在杂质溶出时应尽量避免CaSO4的溶解，减少磷石膏的损失，因而在检测溶液离子含量时同时需要检测硫酸根的含量，为避免对检测过程的影响，所用无机酸通常不选择硫酸。
优选地，步骤(1)所述无机酸溶液的浓度为0.0005～0.008mol/L，例如0.0005mol/L、0.0008mol/L、0.001mol/L、0.003mol/L、0.005mol/L、0.006mol/L或0.008mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:50～1:150，例如1:50、1:60、1:80、1:100、1:120、1:140或1:150等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述磷石膏与无机酸溶液固液比是指两者的质量体积比，符合两者的相态。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为20～30℃，例如20℃、22℃、24℃、25℃、27℃、28℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为0.25～96h，例如0.25h、1h、5h、10h、20h、40h、50h、60h、80h或96h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.25～24h。
优选地，步骤(1)所述反应在搅拌条件下进行。
优选地，所述搅拌的速率为500～800r/min，例如500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min或800r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述固液分离包括过滤或抽滤。
优选地，所述固液分离后所得固体进行干燥。
优选地，所述干燥的温度为45～60℃，例如45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述固液分离后所得固体中的磷杂质只包括共晶磷。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出。
优选地，步骤(2)所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定。
优选地，步骤(2)所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定。
本发明中，酸洗溶液中离子含量的测定是有相应的国家标准的，例如水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法属于JC/T 2073-2011中的方法，硫酸钡重量法属于GB/T 5484-2012中的方法，其中的磷含量均是以P2O5计。
所述硫酸根含量的测定是否为判断磷石膏中CaSO4·2H2O在该酸溶液体系中是否溶液以及其溶解程度，避免磷石膏的过多损失。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述酸溶法包括：磷石膏采用浓盐酸和浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，固液分离后测试溶液中的总磷含量。
作为本发明优选的技术方案，所述磷石膏酸溶前同样经过步骤(1)中的预处理。
优选地，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为(2～4):1，例如2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为3:1。
优选地，所述浓盐酸的浓度为36～38wt％，例如36wt％、36.5wt％、37wt％、37.5wt％或38wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浓硝酸的浓度为65～68wt％，例如65wt％、65.5wt％、66wt％、66.5wt％、67wt％、67.5wt％或68wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述加热的温度为80～90℃，例如80℃、82℃、84℃、85℃、86℃、88℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述酸溶的时间为5～10min，例如5min、6min、7min、8min、9min或10min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述磷石膏中磷杂质的完全溶出，选择高浓度的无机混酸，利用其较强的酸性及腐蚀性，选择合适的工艺条件将各类磷杂质完全溶出，测得所述磷石膏的总磷含量。
优选地，所述酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述酸溶法将磷石膏中的可溶性磷、难溶性磷和共晶磷杂质完全溶出。
优选地，步骤(3)所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定。
同理，所述总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法同样属于JC/T2073-2011中的方法。
优选地，根据步骤(1)和步骤(3)中磷石膏中磷杂质的溶出的不同，两者的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本发明中，为提高所述共晶磷含量测定的准确性，可采取多次测量取平均值的方式减小误差。
作为本发明优选的技术方案，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1500～2000r/min，时间为5～15min，筛分所用筛网的孔径不大于0.315mm，所述无机酸包括硝酸、盐酸或硝酸和盐酸的混合酸中任意一种，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:50～1:150，反应后固液分离，所述反应的温度为20～30℃，时间为0.25～96h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为500～800r/min，所述固液分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为45～60℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓盐酸和浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为(2～4):1，加热的温度为80～90℃，酸溶时间为5～10min，酸溶结束后先进行稀释，再进行固液分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法根据磷石膏中磷杂质的种类，选择相应的酸洗工艺条件，保证磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的完全溶出，再经过与磷石膏中总磷含量的对比，定量得出其中共晶磷的含量，检测准确率可以达到90％以上，便于研究共晶磷含量对磷石膏性能的影响，有助于石膏制品制备时对性能的调控；
(2)本发明所述方法操作简便，工艺简单，成本较低，应用前景广阔。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，反应后固液分离，得到酸洗溶液；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，测定磷石膏的总磷含量；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1800r/min，时间为10min，筛分所用筛网的孔径为0.3mm，所述无机酸为硝酸，其浓度为0.001mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:100，反应后抽滤分离，所述反应的温度为25℃，时间为1h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为600r/min，所述抽滤分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为50℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓度为37wt％的浓盐酸和浓度为65wt％的浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为3:1，加热的温度为85℃，酸溶时间为8min，酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本实施例中，采用所述方法测定磷石膏中共晶磷的含量，最终测得共晶磷的含量以P2O5计为0.72wt％，检测准确率高，可达到99.5％。
实施例2：
本实施例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1500r/min，时间为15min，筛分所用筛网的孔径为0.315mm，所述无机酸为硝酸，其浓度为0.01mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:50，反应后抽滤分离，所述反应的温度为20℃，时间为0.25h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为500r/min，所述抽滤分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为60℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓度为36wt％的浓盐酸和浓度为68wt％的浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为2:1，加热的温度为90℃，酸溶时间为5min，酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本实施例中，采用所述方法测定磷石膏中共晶磷的含量，最终测得共晶磷的含量以P2O5计为0.68wt％，检测准确率高，可达到96.0％。
实施例3：
本实施例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为2000r/min，时间为5min，筛分所用筛网的孔径为0.25mm，所述无机酸为硝酸，其浓度为0.0001mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:150，反应后抽滤分离，所述反应的温度为30℃，时间为48h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为800r/min，所述抽滤分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为45℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓度为38wt％的浓盐酸和浓度为66wt％的浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为4:1，加热的温度为80℃，酸溶时间为10min，酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本实施例中，采用所述方法测定磷石膏中共晶磷的含量，最终测得共晶磷的含量以P2O5计为0.79wt％，检测准确率高，可达到90.3％。
实施例4：
本实施例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1600r/min，时间为8min，筛分所用筛网的孔径为0.2mm，所述无机酸为盐酸，其浓度为0.005mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:80，反应后过滤分离，所述反应的温度为27℃，时间为10h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为700r/min，所述过滤分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为55℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓度为37wt％的浓盐酸和浓度为67wt％的浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为3.5:1，加热的温度为83℃，酸溶时间为9min，酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本实施例中，采用所述方法测定磷石膏中共晶磷的含量，最终测得共晶磷的含量以P2O5计为0.70wt％，检测准确率高，可达到97.2％。
实施例5：
本实施例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1750r/min，时间为12min，筛分所用筛网的孔径为0.28mm，所述无机酸为硝酸和盐酸的混酸，其总浓度为0.0008mol/L，两者摩尔比为1:1，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:120，反应后抽滤分离，所述反应的温度为22℃，时间为24h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为650r/min，所述抽滤分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为50℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓度为38wt％的浓盐酸和浓度为66wt％的浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为2.5:1，加热的温度为88℃，酸溶时间为6min，酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
本实施例中，采用所述方法测定磷石膏中共晶磷的含量，最终测得共晶磷的含量以P2O5计为0.74wt％，检测准确率高，可达到96.8％。
对比例1：
本对比例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(1)中无机酸溶液的浓度为0.02mol/L，即无机酸溶液的浓度过高。
本对比例中，由于所选无机酸的浓度过高，在磷石膏中磷杂质溶出过程中，不仅可溶性磷和难溶性磷会溶出，其中硫酸钙晶格中的共晶磷也会溶出，造成酸洗溶液中磷含量偏高，则计算所得共晶磷含量降低，此时仅为0.25wt％，共晶磷含量检测准确率低。
对比例2：
本对比例提供了一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，所述测试方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(1)中无机酸溶液的浓度为0.00005mol/L，即无机酸溶液的浓度过低。
本对比例中，由于所选无机酸的浓度过低，会造成磷石膏中的磷杂质，尤其是难溶性磷溶出困难，使得酸洗溶液中磷含量极低，则计算所得共晶磷含量较高，达到1.2wt％，几乎接近总磷含量，共晶磷含量检测准确率低。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述方法根据磷石膏中磷杂质的种类，选择相应的酸洗工艺条件，保证磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的完全溶出，再经过与磷石膏中总磷含量的对比，定量得出其中共晶磷的含量，检测准确率可以达到90％以上，便于研究共晶磷含量对磷石膏性能的影响，有助于石膏制品制备时对性能的调控；所述方法操作简便，工艺简单，成本较低，应用前景广阔。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明方法的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种磷石膏中共晶磷含量的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，反应后固液分离，得到酸洗溶液；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，测定磷石膏的总磷含量；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述磷石膏为湿法磷酸生产工艺的副产物；
优选地，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷；
优选地，所述可溶性磷的存在形式包括H3PO4、H2PO4 －、HPO4 2－和PO4 3－；
优选地，所述难溶性磷的存在形式包括Ca3(PO4)2；
优选地，所述共晶磷的存在形式包括CaHPO4·2H2O。
3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理依次包括粉磨和筛分；
优选地，所述粉磨的转速为1500～2000r/min；
优选地，所述粉磨的时间为5～15min；
优选地，所述筛分所用筛网的孔径不大于0.315mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的测试方法，其特征在于，步骤(1)所述无机酸包括硝酸、盐酸或硝酸和盐酸的混合酸中任意一种；
优选地，步骤(1)所述无机酸溶液的浓度为0.0005～0.008mol/L；
优选地，步骤(1)所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:50～1:150；
优选地，步骤(1)所述反应的温度为20～30℃；
优选地，步骤(1)所述反应的时间为0.25～96h，优选为0.25～24h；
优选地，步骤(1)所述反应在搅拌条件下进行；
优选地，所述搅拌的速率为500～800r/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的测试方法，其特征在于，步骤(1)所述固液分离包括过滤或抽滤；
优选地，所述固液分离后所得固体进行干燥；
优选地，所述干燥的温度为45～60℃；
优选地，所述固液分离后所得固体中的磷杂质只包括共晶磷。
6.根据权利要求1-5任一项所述的测试方法，其特征在于，步骤(2)所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出；
优选地，步骤(2)所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
优选地，步骤(2)所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定。
7.根据权利要求1-6任一项所述的测试方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶法包括：磷石膏采用浓盐酸和浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，固液分离后测试溶液中的总磷含量。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述磷石膏酸溶前同样经过步骤(1)中的预处理；
优选地，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为(2～4):1，优选为3:1；
优选地，所述浓盐酸的浓度为36～38wt％；
优选地，所述浓硝酸的浓度为65～68wt％；
优选地，所述加热的温度为80～90℃；
优选地，所述酸溶的时间为5～10min；
优选地，所述酸溶结束后先进行稀释，再进行过滤分离。
9.根据权利要求1-8任一项所述的测试方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶法将磷石膏中的可溶性磷、难溶性磷和共晶磷杂质完全溶出；
优选地，步骤(3)所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
优选地，根据步骤(1)和步骤(3)中磷石膏中磷杂质的溶出的不同，两者的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
10.根据权利要求1-9任一项所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：
(1)将预处理后的磷石膏与无机酸溶液混合，所述磷石膏中磷杂质的存在形式包括可溶性磷、难溶性磷和共晶磷，所述预处理依次包括粉磨和筛分，所述粉磨的转速为1500～2000r/min，时间为5～15min，筛分所用筛网的孔径不大于0.315mm，所述无机酸包括硝酸、盐酸或硝酸和盐酸的混合酸中任意一种，所述无机酸溶液的浓度为0.0001～0.01mol/L，所述磷石膏与无机酸溶液混合的固液比为1:50～1:150，反应后固液分离，所述反应的温度为20～30℃，时间为0.25～96h，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为500～800r/min，所述固液分离后得到酸洗溶液和固体，所得固体进行干燥，干燥温度为45～60℃，所得固体中的磷杂质只包括共晶磷；
(2)将步骤(1)得到的酸洗溶液进行磷含量和硫酸根含量的测试，所述酸洗溶液中的磷来自磷石膏中可溶性磷和难溶性磷的溶出，所述磷含量采用水溶性五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定，所述硫酸根含量采用硫酸钡重量法进行测定；
(3)采用酸溶法将磷石膏中的磷完全溶出，所述酸溶法包括：磷石膏先经过预处理，再采用浓盐酸和浓硝酸组成的混酸在加热条件下酸溶，将磷杂质完全溶出，组成混酸所用的浓盐酸和浓硝酸的体积比为(2～4):1，加热的温度为80～90℃，酸溶时间为5～10min，酸溶结束后先进行稀释，再进行固液分离，测试溶液中的总磷含量，即为磷石膏的总磷含量，所述总磷含量采用总五氧化二磷测定中磷钒钼黄双波长光度法进行测定；
(4)步骤(3)中的总磷含量与步骤(2)中的磷含量的差值即为磷石膏中共晶磷的含量。
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