[發明專利]一種磷石膏的預處理工藝

有效

• 申請號: 201310733822.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103708750A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 陳紅闖;楊祥;張雪;范曉雅;徐曉晴;肖文丁;楊眉;劉曉剛
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: C04B11/26
• 分類號: C04B11/26
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 周宗貴;江釗芳

技術領域

本發明涉及一種磷石膏的預處理工藝，屬于再生資源與環境技術領域。

背景技術

磷石膏是用硫酸與磷礦作用濕法生產磷酸時所排出的固體廢棄物，主要成分是二水硫酸鈣（CaSO₄·2H₂O），但是還含有未分解的磷礦、SiO₂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂、含氟物質、酸性不溶性有機物等多種危害人體健康及生物增長，而且影響磷石膏制品品質的雜質。其中，可溶性P₂O₅在建筑石膏水化時轉化為Ca₃(PO₄)₂沉淀，覆蓋在半水石膏晶體表面，降低二水石膏析晶過飽和度，使二水石膏晶體粗化，表現為建筑石膏的凝結時間顯著延長，強度大幅度降低；可溶性氟使石膏的凝結時間縮短，隨F-摻量的增加促凝作用增強；有機物使石膏的需水量增加，凝結硬化減慢，消弱二水石膏晶體間的結合，使硬化結構疏松，強度降低。晶型的轉變及接觸點的減少是造成磷石膏硬化體強度降低的原因，可溶性雜質是最嚴重的影響因素。磷石膏不同于天然石膏，盡管其CaSO₄·2H₂O的含量較高，但含有0.3%～2.0%的P₂O₅，0.1%～1.5%的F，濕基磷石膏呈酸性，有的磷石膏還具有較高的放射性。因此，磷石膏的任意排放，不但占用大量土地，造成嚴重的環境污染，而且影響人們身體健康。如果將磷石膏直接進行應用，勢必會對磷石膏制品的品質造成很大的影響，因此，對磷石膏進行預處理，去除或減少其中的雜質，提高磷石膏中二水石膏的含量是綜合利用磷石膏的必要步驟。

目前國內外對磷石膏進行預處理有化學、物理、物理化學以及熱處理方法。在化學處理法中,采用石灰中和、酸溶等方法可以消除可溶磷、氟的影響，但只能適用于磷石膏中有機物與SiO₂等硬質雜質含量不高且品質較穩定的情況。浮選處理能有效去除有機物，從而消除有機物的有害作用，但是浮選處理的設備、藥劑等價格昂貴，不宜對磷石膏進行預處理。在物理處理方法中,不用加入化學劑，但其工藝存在一次性投資大、能耗高、污染嚴重和工藝復雜等問題。在物理除雜中，水洗是最有效的方式，能去除可溶性雜質和有機物，Cerphos純化工藝主要處理徑粒在20μm左右的雜質，濕篩旋流方法去除效果也較好，可以去除大顆粒的石英和未反應的雜質，適度的球磨可從根本上改善硬化體孔隙率高、結構疏松的缺陷。篩分工藝可以改變磷石膏中雜質分布不均，其處理效果取決于雜質隨顆粒的分布情況。閃燒法是目前出現的一種新的熱處理工藝，是消除共晶磷影響唯一有效的途徑，且其二次污染小,設備生產能耗低，但目前的處理量較小。煅燒處理法在溫度低時很難除去共晶磷，并且處理能耗大。微波加熱處理磷石膏也是一種新的除雜方法，它不存在二次污染,且比傳統加熱方式快且節能,能很快除去有機物,但目前研究工藝還不夠成熟。

因此，提供一種經濟環保、高效去除或減少雜質以及處理量大的磷石膏預處理方法成為磷石膏預處理行業的迫切需要。

發明內容

本發明提供了一種磷石膏的預處理工藝，該工藝經濟環保，能有效去除或減少磷石膏中的雜質，提高磷石膏的品質，而且處理量大，適合工業化生產。

為實現上述目的，本發明所采取的的技術方案為：

一種磷石膏的預處理工藝，包括如下步驟：

1)按磷石膏質量為磷石膏與水兩者總質量15%～30%的比例，將磷石膏分散于水中，攪拌均勻后靜置分層，去除漂浮在上層的有機雜質，然后加入質量為磷石膏質量0.5%～2.0%的氧化鈣，充分攪拌均勻后用30～60目的篩進行過篩隔粗，去除大顆粒的硬質雜質；