黄磷炉渣物性分析研究

    

    3.1.1黄磷炉渣化学成分分析

    本试验所采用的黄磷炉渣取自云南省某磷化学工业公司，元素分析结果见表3－1。通过对黄磷炉渣的元素分析结果可知:此固体废弃物的主要元素为SiO2、CaO、Fe、Al、MgO、F、P2O5，氧化钙和二氧化硅含量分别高达48.73%和40.56%。

表3－1　黄磷炉渣的主要化学成分(%)

    

    3.1.2黄磷炉渣的X射线衍射图谱(XRD图谱)

    图3－1为黄磷炉渣原料的XRD分析图谱。从图3－1可以看出，黄磷炉渣的X射线衍射图中并无明显的晶态矿物峰，这说明原料黄磷炉渣为非晶态物质。

    

图3－1　黄磷炉渣原料的XRD分析图谱

    3.1.3黄磷炉渣的扫描电镜图(SEM图)

    图3－2为黄磷炉渣的SEM分析图。从图3－2可以看出，黄磷炉渣的表面基本光滑，且呈现出无规则的块状、棱角状和碎屑状等，绝大部分的黄磷炉渣的粒径都在50 μm以下，一些微小的黄磷炉渣颗粒吸附在较大的磷渣颗粒表面。

    

图3－2　黄磷炉渣的SEM分析图

    3.1.4黄磷炉渣的红外光谱图

    图3－3为黄磷炉渣原料的红外光分析图谱。由图3－3可知，1431.4 cm－1和1496.2 cm－1处的吸收峰为Ca—O键的伸缩振动峰，717.8 cm－1处的吸收峰对应于Si—O键的对称伸缩振动峰，3422.7 cm－1是硅羟基和物理吸附水中—OH键的伸缩振动吸收峰，1625.9 cm－1是物理吸附水的H—O—H弯曲振动吸收峰。图谱说明，黄磷炉渣原料的主要物相为由Ca—O和Si—O键组成的化合物［59－60］。

    

图3－3　黄磷炉渣原料的红外光分析图谱

    3.1.5黄磷炉渣原料的电子探针分析

    图3－4、3－5、3－6和3－7为黄磷炉渣原料的电子探针分析结果。

    图3－4中，左图灰色块为渣样的背反射电子像，可以看出渣中有裂纹和孔洞;右图为渣样相(氧化物)组成形态图，不同灰度代表不同物相及该相在面积中的百分比。

    

图3－4　黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(一)

    图3－5中，左图是渣样的背反射电子像，可以看出渣中有较多的裂纹和大小不同的孔洞;右图为渣样相(氧化物)组成形态图，不同灰度代表不同物相及该相在面积中的百分比。

    

图3－5　黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(二)

    图3－6，中左上是渣样的背反射电子像，其他分别是Si、Ca、Zn、P、K元素的X射线元素面分布图(深灰色表示未检测到的元素，元素含量由不同深浅的灰度表示)。

    

图3－6　黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(三)

    由图3－4至图3－7的分析结果可以看出，黄磷炉渣主要由SiO2和CaO组成，二者含量在85%以上，此外还含有0.2%左右的Fe2O3和2%～3%的P2O5。炉渣的主要物相为Ca—Si化合物，其次为Ca—Si—P化合物，由图3－4和图3－5可以看出，这些化合物以细颗粒状态存在，呈粒状结合，化合物间的嵌布特征是相互混合、密切且均匀共生的。

    

图3－7　黄磷炉渣电子探针分析结果

    3.1.6黄磷炉渣原料中铁的物相分析

    黄磷炉渣原料中铁的物相组成分析结果见表3－2。

表3－2　黄磷炉渣原料中铁的物相组成分析