[發明專利]一種利用浮選技術從工業石膏中提取氟元素的方法

有效

• 申請號: 201810596867.6
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108467016B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 趙敏;王利民;付文鍵;解田;陳杰;王芳;程云
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01B7/20
• 分類號: C01B7/20
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 李鴻儒

本發明公開了一種利用浮選技術從工業石膏中提取氟元素的方法，包括以下步驟：向水中加入超細化磷石膏或氟石膏顆粒，攪拌均勻后調節pH值，然后加入捕收劑和抑制劑，調節溫度攪拌進行反應、冷卻、傾濾；上層下層分別抽濾，用熱的去離子水洗滌干凈，烘干，上層得到固體A，下層得到固體B；固體B再次經過上述步驟浮選至少兩次，兩次浮選后上層得到的固體與固體A合并，得到富含氟硅酸鹽、氟化鈣、氟磷酸鈣和其他金屬鹽類的混合粉體，利用現有提取氟的技術，從上述混合粉體中提取氟元素。本發明提供的利用浮選技術從工業石膏中提取氟元素的方法，通過線性?樹枝狀多羧酸型化合物為捕收劑的復配浮選技術，從工業石膏中提取氟元素。

技術領域

本發明屬于環境保護與資源綜合利用技術領域，涉及一種利用浮選技術從工業石膏中提 取氟元素的方法。

背景技術

工業石膏主要包括磷石膏、氟石膏和脫硫石膏。磷石膏是磷肥、磷酸生產時排放出的固 體廢棄物。生產1t磷酸約產生4.5～5t磷石膏。近年來，隨著磷肥業的發展，磷石膏排放量日 益增大。我國每年磷石膏的排放量超過1000萬噸，而其利用率卻很低，磷石膏占用了大量土 地，污染環境，給生產企業帶來很大的負擔，磷石膏的資源化利用已成為磷肥行業實現可持 續發展的關鍵。磷石膏主要由CaSO₄·2H₂O構成，是一種重要的再生石膏資源。磷石膏含 有磷、氟等雜質，結構與天然石膏不同，因此，必須進行預處理后才能用于石膏建材的生產。 目前，國內對磷石膏的應用進行了大量的研究，取得了一定的成果，磷石膏在建材、農業、 化工等行業都得到了再利用。

磷石膏的主要化學成分為CaO和SO₃，同時含有P₂O₅、F、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、有機物 等雜質及少量鈾、鐳、鎘、鉛、銅等元素。磷石膏主要以針狀晶體、板狀晶體、密實晶體、 多晶核晶體等四種結晶形式存在。磷石膏膠結體的性能與天然石膏相比有較大差異，主要表 現為凝結時間長、強度較低。不同生產企業、不同批次的磷石膏的化學組成都略有不同，這 主要與磷酸生產工藝條件的控制及磷礦石的品種有關。我國磷酸生產以濕法生產為主，通過 硫酸分解磷礦石生成萃取料漿，然后過濾洗滌制得磷酸，過濾洗滌過程中同時產生磷石膏。其反應式為：

Ca₅(PO₄)F+5H₂SO₄+10H₂O→3H₃PO₄+5CaSO₄·2H₂O+HF

在磷酸生產過程中，部分磷礦石未分解、磷石膏洗滌過濾過程不完全，生產過程中添加 的添加劑是磷石膏中含有磷、氟等多種雜質，這些雜質影響了磷石膏的性能，使其不能直接 應用于石膏建材的生產，制約了磷石膏的使用。磷石膏中的氟來源于磷礦石，磷礦石經硫酸 分解，磷礦石中的氟有20～40％夾雜在磷石膏中，以可溶氟NaF和難溶氟CaF₂、Na₂SiF₆多種 形式存在。影響磷石膏性能的是可溶氟，可溶氟有促凝作用，當其含量超過0.3％時，會顯著 降低磷石膏的強度，可通過水洗工藝消除可溶氟。磷石膏中的氟還對環境造成危害，有研究 表明，新產出磷石膏的浸出液中氟的含量高于國家標準要求的最高允許值，屬于危險廢物。 在堆場中存放一段時間后，一部分氟會因降雨淋溶而流失，一部分氟與磷石膏中的Ca²⁺形成 穩定的氟化鈣，從而使磷石膏中的可溶氟含量降低，此時磷石膏屬于非危險廢物。隨降雨淋 溶而流失的氟會滲入堆場周圍的水體中，使水中氟濃度過高，造成環境污染。