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沉积磷石膏的物理力学特性试验研究

沉积磷石膏的物理力学特性试验研究

摘要:磷石膏是磷酸生产过程中的副产品,目前的综合利用率尚不足40%,大部分需要堆存存放。受地形限制和经济效益考虑,中国主要为湿法堆存的山谷型堆场。依托柳树箐磷石膏堆积坝,针对沉积磷石膏首先开展了密度、含水率、渗透、土水特征和颗分等物理性质试验,然后开展了三轴cu、蠕变及动三轴等力学特性试验。试验结果表明:①沉积磷石膏的干密度与埋深没有相关关系;②沉积磷石膏不具有自然分级现象,但具有明显的各向异性;③沉积磷石膏具有较高的摩擦角和抗液化能力,但其蠕变变形较大、渗透比降较小。上述工作为分析磷石膏堆积坝的坝体稳定性提供了基础,对现行磷石膏库的运行管理以及新建工程的设计具有重要的借鉴意义。

引言

磷石膏是湿法磷酸生产过程中的副产品,2018年,全国磷石膏产生量为7800万吨,且呈逐年增长的态势。磷石膏的主要成分是CaO和SO3,但含有一定量的氟化物和其它放射性物质,在中国通常按Ⅱ类一般工业固体废物处理,鉴于无害化处理成本较高,目前综合利用率尚不足40%,故大部分磷石膏需要堆存存放。按堆存场地的不同,可分为平地型、傍山型、山谷型和截河型堆场,在中国基本上是山谷型堆场。相比较干法堆存,湿法堆存经济优势明显,因而如地质条件为非碳酸盐岩地区,一般均采用湿排湿堆方式。随着中国磷肥工业的快速发展,本世纪初中国相继建设了几座湿法堆存的大型磷石膏库,例如云天化国际化工三环分公司的柳树箐磷石膏库堆积坝和富瑞分公司的杨家箐磷石膏库堆积坝,这两座坝设计坝高均超过100m、处于8度地震区,其安全性备受关注。



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