38-《磷石膏中有機(jī)質(zhì)含量測定方法》

附表1協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目建議書建議項(xiàng)目名稱(中文)磷石膏中有機(jī)質(zhì)含量測定方法建議項(xiàng)目名稱(英文)MeasurementMethodforOrganicMatterContentinPhosphogypsum制定或修訂制定□修訂被修訂標(biāo)準(zhǔn)號采用程度□IDT□MOD□NEQ采標(biāo)號國際標(biāo)準(zhǔn)名稱（中文）國際標(biāo)準(zhǔn)名稱（英文）ICS分類號91.100.10中國標(biāo)準(zhǔn)分類號Q27標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位武漢理工大學(xué)、江蘇一夫科技股份有限公司、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所計(jì)劃起止時(shí)間2022.12-2023.12目的﹑意義或必要性磷石膏是在濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物，磷石膏含有約90%的二水硫酸鈣和少量的磷、氟、重金屬、有機(jī)物、放射性元素等。磷石膏中的有機(jī)物以物理吸附形式分布在磷石膏中，有機(jī)物具有表面活性，吸附在石膏顆粒表面，削弱了硬化體產(chǎn)物之間的粘結(jié)性，使石膏的凝結(jié)時(shí)間延長，強(qiáng)度降低。因此要求對磷石膏中有機(jī)物的含量高低有所了解和控制。目前各磷肥企業(yè)正大力開展磷石膏水洗凈化處理線的建設(shè)工作。但磷石膏中的有機(jī)質(zhì)含量的測定方法卻是空白，無法準(zhǔn)確評價(jià)凈化處理的效果。因此迫切需要建立一種有機(jī)質(zhì)定量分析方法，以指導(dǎo)磷石膏凈化工藝，有效除去磷石膏中有機(jī)質(zhì)。該標(biāo)準(zhǔn)的制定對促進(jìn)磷石膏的應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量控制具有十分重要的意義。2016年之后，我國磷石膏每年的產(chǎn)生量基本維持在7500-8000萬噸。2021年磷石膏排放量8000萬噸，利用量3648萬噸，資源化利用率達(dá)到45.6%。磷石膏全國堆存量超過8億噸。目前將磷石膏用于建材領(lǐng)域是我國除了堆存處置之外消納磷石膏的主要途徑，為此我國諸多企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域做了大量的研究和實(shí)際生產(chǎn)，制成產(chǎn)品包括水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏砌塊、石膏條板、石膏模盒等。磷石膏中有機(jī)物來源于磷礦石中的有機(jī)雜質(zhì)和生產(chǎn)工藝中所加入的有機(jī)添加劑，主要為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷、３－甲氧基正戊烷等，分布在磷石膏晶體表面，使磷石膏膠結(jié)材需水量增加，削弱了二水石膏晶體間的接合，后期還會導(dǎo)致磷石膏建材制品發(fā)霉、強(qiáng)度降低等。磷石膏中的有機(jī)物雜質(zhì)嚴(yán)重影響了磷石膏的綜合利用，因此必須控制其含量，保證達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求水平。發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見》提出：到2025年，煤矸石、粉煤灰、尾礦（共伴生礦）、冶煉渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、建筑垃圾、農(nóng)作物秸稈等大宗固廢的綜合利用能力顯著提升，利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，新增大宗固廢綜合利用率達(dá)60%，存量大宗固廢有序減少。磷石膏目前的綜合利用率還未達(dá)到此目標(biāo)，仍需要解決有機(jī)物檢測及去除等技術(shù)難點(diǎn)。發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)大宗固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的通知》指出：推廣脫硫石膏、磷石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏替代天然石膏的資源化利用，推動副產(chǎn)石膏分級利用，擴(kuò)大副產(chǎn)石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏粉、紙面石膏板等高附加值產(chǎn)品規(guī)模，鼓勵(lì)工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用產(chǎn)業(yè)集約發(fā)展。工信部發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》明確提出：建立全綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)體系。強(qiáng)化先進(jìn)適用標(biāo)準(zhǔn)的貫徹落實(shí)，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)有效供給。推動建立綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)采信機(jī)制，推進(jìn)重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平評價(jià)和實(shí)施效果評估，暢通迭代優(yōu)化渠道。推進(jìn)工業(yè)固廢規(guī)?；C合利用。推進(jìn)尾礦、粉煤灰、煤矸石、冶煉渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、赤泥、化工渣等大宗工業(yè)固廢規(guī)模化綜合利用。因此，本標(biāo)準(zhǔn)的制訂能夠推動相關(guān)企業(yè)解決磷石膏有機(jī)物雜質(zhì)難題，促進(jìn)磷石膏的綜合利用，從而對石膏建材行業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生積極而深刻的影響。因此，本標(biāo)準(zhǔn)的制定具有極大的必要性和緊迫性。范圍和主要技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了磷石膏中有機(jī)質(zhì)含量的測定方法。用定量的重鉻酸鉀—硫酸溶液，在加熱條件下，重鉻酸離子使石膏有機(jī)質(zhì)中的碳氧化成二氧化碳，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并以二氧化硅做試劑空白標(biāo)定，根據(jù)有機(jī)碳被氧化前后重鉻酸離子數(shù)量的差值，算出有機(jī)碳的含量，再乘以系數(shù)1.724，即為有機(jī)質(zhì)的含量。本標(biāo)準(zhǔn)適用于以磷礦石為原料,濕法制取磷酸時(shí)所得的，主要成分為二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）的磷石膏及由其制得的磷建筑石膏；其他工業(yè)副產(chǎn)石膏可參照執(zhí)行。項(xiàng)目建議性質(zhì)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外情況簡要說明1、國內(nèi)外對該技術(shù)研究情況簡要說明：國內(nèi)外對該技術(shù)研究情況、進(jìn)程及未來的發(fā)展；該技術(shù)是否相對穩(wěn)定，如果不是的話，預(yù)計(jì)一下技術(shù)未來穩(wěn)定的時(shí)間，提出的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目是否可作為未來技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)；國內(nèi)外對磷石膏中有機(jī)物含量分析標(biāo)準(zhǔn)均為空白，相關(guān)文獻(xiàn)極少，且主要參考土壤有機(jī)質(zhì)或肥料有機(jī)質(zhì)的分析方法。目前對于測定土壤等固態(tài)物質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量的方法主要有3種：干燒法、灼燒法、化學(xué)氧化法。其中干燒法和灼燒法是以測量CO2含量和物料灼燒后的失重量來進(jìn)行分析。而磷石膏中含有大量結(jié)晶水及少量氫氧化鈣、碳酸鈣等，嚴(yán)重影響有機(jī)質(zhì)的測定結(jié)果，因此無法適用于磷石膏中有機(jī)質(zhì)的分析。國內(nèi)外情況簡要說明半個(gè)世紀(jì)以來，各國在土壤、肥料的有機(jī)質(zhì)研究領(lǐng)域中運(yùn)用比較普遍的是化學(xué)氧化法，該法是測定氧化有機(jī)質(zhì)中的碳時(shí)所消耗的氧化劑的量。這些方法隨所用的氧化溶液、消化溫度、消化時(shí)間等的不同而不同，差異較大。該類標(biāo)準(zhǔn)中加熱方法主要有油浴鍋加熱、電砂浴加熱、沸水浴加熱等。但這些加熱法大都溫度難以控制或者是對環(huán)境有污染。加熱溫度從100~230℃、氧化時(shí)間5~30min不等，開始計(jì)時(shí)的條件也不同。因此需要根據(jù)磷石膏的特性進(jìn)行檢測方法的確定。目前對有機(jī)質(zhì)分析方法的研究主要集中在加熱方式的選擇、加熱溫度與時(shí)間的確定?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)的普適性、簡便、易控制的基本屬性，采用烘箱法加熱的技術(shù)得到了一定認(rèn)可。根據(jù)前期研究結(jié)果，該技術(shù)相對穩(wěn)定，可批量檢測。因此本標(biāo)準(zhǔn)擬采用的化學(xué)氧化法——烘箱法加熱的方法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)檢測。2.項(xiàng)目與國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)采用程度的考慮：該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目是否有對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)制定過程中如何考慮采用的問題；由于國際與國外均無磷石膏中有機(jī)質(zhì)的檢測方法，本標(biāo)準(zhǔn)為首創(chuàng)，無采用。3.與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)系：該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目是否有相關(guān)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目與這些標(biāo)準(zhǔn)是什么關(guān)系，該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置；由于國內(nèi)尚無磷石膏中有機(jī)質(zhì)的檢測方法，本標(biāo)準(zhǔn)為首創(chuàng)。本標(biāo)準(zhǔn)擬采用化學(xué)氧化法，即重鉻酸鉀容量法。主要參考國標(biāo)GB9834-88《土壤有機(jī)質(zhì)測定法》、NY481-2002《有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料》、JTG3430—2020《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中T0151-1993《有機(jī)質(zhì)含量試驗(yàn)》等。上述標(biāo)準(zhǔn)中存在明顯的不足，如油浴表面有機(jī)物揮發(fā)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室空氣的污染，溫度波動性較大，不易調(diào)控，且試管外壁附著油污難以清洗，也存在試管炸裂導(dǎo)致油濺出傷人的風(fēng)險(xiǎn)；砂浴表面與內(nèi)部溫差較大，錐形瓶放入后溫度場不均勻，導(dǎo)致氧化不充分等問題。標(biāo)準(zhǔn)申請者查閱了大量資料，并做了多種方法的比對實(shí)驗(yàn)，針對操作簡便、快速準(zhǔn)確且適用于大批樣品分析的測定方法進(jìn)行了對比和探討。根據(jù)前期研究結(jié)果，擬用烘箱法在200℃左右的溫度下進(jìn)行氧化處理，處理時(shí)間30min。與傳統(tǒng)的油浴、砂浴,沸水浴相比，該方法具有加熱環(huán)境較均一,操作方便,易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，不污染空氣，不影響人體健康的優(yōu)點(diǎn)。本標(biāo)準(zhǔn)是磷化工行業(yè)、建材行業(yè)急需的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)，制定完成將顯著提高對磷石膏凈化效果的評價(jià)，對促進(jìn)磷石膏的應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量控制具有十分重要的意義。4.指出是否發(fā)現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)的問題。通過中國