[發明專利]一種脫硫石膏脫色提純的方法

有效

• 申請號: 201310581650.5
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103588237A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 趙斌;張偉卓;曹吉林;陳學青;張廣林
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本發明涉及一種在常壓鹽溶液中使脫硫石膏脫色獲得較高白度石膏的方法。

技術背景

由于我國煤炭資源較為豐富而石油和天然氣資源相對匱乏，因此煤炭成為我國主要的能源來源。煤炭中硫含量較高，燃燒過程中產生大量二氧化硫。由于環境保護的重要性，我國80%以上的燃煤電廠都采用的濕法脫硫裝置對煙氣脫硫，濕法煙氣脫硫技術產生大量脫硫副產物即脫硫石膏。我國年產工業副產脫硫石膏約4300萬噸，綜合利用率約為50%。脫硫石膏的大量堆積不僅占用大量土地和廠房，而且會形成二次污染，已造成嚴重的環境生態問題和經濟負擔。2011年2月工信部發布“關于工業副產石膏綜合利用的指導意見”，意見要求到2015年脫硫石膏綜合利用率將達到80%，限制天然石膏礦開采鼓勵工業副產石膏高附加值利用，研究脫硫石膏資源化利用已是當務之急。

脫硫石膏中的硫酸鈣含量在70%以上，是很好的石膏資源。但是煙氣脫硫石膏往往含有較多煙氣中的粉塵雜質，主要是粉煤灰、二氧化硅和含鐵化合物，因而其白度較低。脫硫石膏中的雜質降低了石膏的水化性能和白度，嚴重影響了脫離石膏的應用范圍。脫硫石膏具有巨大應用潛力，可在建材領域生產熟石膏、紙面板石膏、石膏砌塊、石膏空心板、粉刷石膏、水凝緩釋劑等；農業方面可用于生產化肥和堿土改良等；處理后的脫硫石膏還可用于生產高強半水石膏、硫酸鈣晶須等具有高附加值產品。

目前對脫硫石膏的提純，在美國專利USP5215672和USP5500197中，分別采用了多級水力旋流器工藝和細顆粒多級分離工藝進行石膏漿液的提純，完全是物理手段提純，但由于石膏中的雜質部分還存在于硫酸鈣顆粒內部，該方法提純得到的石膏產品品質較低。在專利CN101870494A中，采用化學方法對脫離石膏進行提純，主要步驟是：酸洗后加熱，趁熱固液分離除去雜質，將液相于較低溫度下重結晶，再固液分離，將濾餅水洗烘干得到產品。但是該工藝單位體積母液的石膏產量較低，且溶解過程時間較長，比較耗能。因此，為了實現脫硫石膏的資源化利用急需一種能耗低、產品白度高的脫硫石膏提純、脫色工藝。本發明所用的脫硫石膏原料的基本性質如下：

發明內容

本發明的目的是更高效的提高脫硫石膏的白度和純度，以便擴展其應用領域。本發明利用CaSO₄·2H₂O在100℃時可以轉化為顆粒細小的CaSO₄·0.5H₂O而在常溫下CaSO₄·0.5H₂O又可以轉化為顆粒粗大CaSO₄·2H₂O的特性將原有的CaSO₄·2H₂O晶體破壞使存在于晶體內部的雜質暴露出來進而可以利用普通的物理方法分離雜質。有色雜質分離后就能達到脫硫石膏的脫色和提純的目的。從而解決大量脫硫石膏堆積造成二次污染和經濟負擔的問題。

本發明的技術方案為：

一種脫硫石膏脫色提純的方法，包括以下步驟：

（1）.原料水洗：

a.按照質量比脫硫石膏:水=1～3:10，一起放置于容器中，攪拌30～90min，然后靜置1～3min，使其分層；

b.將a中分層后的上部的懸濁液倒入深度為25～50mm的盤形容器中，靜置1～3min，使其分層；a中分層后的下層丟棄；

c.將b中分層后的上層（懸濁液）緩慢倒出，盤形容器中剩余的下層就是較為純凈的中層石膏；

d.將c步倒出的懸濁液進行固液分離，除去懸浮物，得到的水可作為下一循環中a步繼續使用；

（2）.晶體轉換：

a.按照體積比為：濃鹽酸:溶劑=1:7.5～12.5，質量比為CaCl₂=中層石膏（以干基計，即除去自由水后的質量）=1:1.75～15，每7～15g中層石膏加濃鹽酸8～12ml，配制反應漿液，并將漿液加熱到90～100℃反應1～5h；

b.將a所得漿液在10℃～40℃下恒溫靜置8h；

c.將b中所得漿液取出并攪拌，然后靜置待漿液分層成固體和懸濁液兩相后，將懸濁液倒出；過濾掉懸濁液中的懸浮雜質得到溶液，溶液再與固體混合形成漿液；

d.重復c操作5～7次，最后得到白色的固體物質和母液；

（3）產品洗滌：將（2）步得到的產物用蒸餾水洗滌3～5次；

（4）干燥：將（3）步的到的產物在45℃±1℃下烘干8～10h即可得到最終產品。