[發明專利]高梯度磁場脫除磷石膏中雜質的方法和裝置

有效

• 申請號: 201911051196.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110918251B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 瞿廣飛;李恒;寧平;丁海山
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B03C1/01
• 分類號: B03C1/01;B03C1/22
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高梯度磁場脫除磷石膏中雜質的方法與裝置，將磷石膏與50～60℃水加入到磁化塔中混勻，然后在磁場強度0.5～0.8T下進行磁場處理，磁化處理后的磷石膏漿液以3～7m/s的流速噴到傾斜設置的傳送帶表面，傳送帶以1～3m/s的速度通過磁場強度在0.2～2T范圍內梯度變化的磁場，磷石膏中具有磁性的雜質在梯度磁場中受到磁場力作用，吸附在傳送帶表面，并由傳送帶輸送到非磁場區域進行回收，不帶磁性雜質在水的沖刷作用下進入到設置在傳送帶下端的磷石膏回收槽中；本方法處理時間短、能耗低、處理效率高，無二次污染；能有效分離回收磷石膏中的金屬、重金屬和放射性元素以及稀土金屬元素，實現資源循環利用。

技術領域

本發明涉及一種高梯度磁場強化磷石膏除雜的方法和裝置，屬于磷石膏的資源化利用領域。

背景技術

磷石膏是硫酸分解磷礦制磷酸（濕法磷酸）的副產物，生產每噸P₂O₅需要消耗硫酸2.6-2.8t，副產磷石膏約5t。磷石膏中二水硫酸鈣含量高達90%，是一種重要的再生石膏資源。同時，磷礦中普遍富含稀土，磷礦中稀土質量分數為0.05%-0.1%。磷礦中伴生的微量稀土作為一種潛在的稀土資源在濕法磷酸生產過程中，有70%-75%的稀土富集在磷石膏中。因此，從磷石膏中提取稀土不僅可以提高磷石膏的利用率，變廢為寶，聯產高附加值產品，還可以實現資源的可持續發展，獲得更好的經濟效益及社會效益。然而，大部分磷石膏采用露天堆放和傾入大海兩種方式處理,只有極少的部分得到利用。一方面,磷石膏露天堆放占用大量的土地，給企業造成很大負擔；另一方面，磷石膏中的可溶性有害成分經雨水浸泡后會滲入水系，對環境造成污染。全世界每年磷石膏的排放量高達11000～13000萬噸，其中只有450～500萬噸磷石膏得到了利用。目前磷石膏利用方式以建材方向為主，用于制備石膏建材、石膏粉體材料的比重大，利用途徑相對單一局限，缺乏高附加值的利用方式。磷石膏中含有的雜質是限制磷石膏利用方式和途徑的主要因素。因此，有效脫除磷石膏中的雜質是實現磷石膏資源化利用的前提。

磷石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，其中所含的雜質有可溶性雜質和不容性雜質。可溶性雜質有氟硅酸鹽、硫酸、磷酸、磷酸一鈣、磷酸二鈣等；不溶性雜質有磷礦石，微量的放射性元素和重金屬元素，如鈾、鐳、鎘、鉛、銅等元素，斕系元素，稀土金屬元素和有機物及難溶性磷酸鹽，還有CaO、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、SiO₂、SO₃等。

磷石膏中的雜質一方面會降低晶體間的結合力，阻礙磷石膏的轉化，削弱二水石膏晶體間的接合，使硬化體結構疏松，強度降低；加快石膏的凝結速度，使得二水石膏晶體粗化，另一方面是滲入土壤中對土壤和地下水造成污染。

對磷石膏的除雜而言，目前主要有化學法、物理法、熱處理法等，具體表現為堿改性、水洗、浮選、煅燒、陳化等方法。以上方法存在問題：1.對雜質的含量要求高，較小范圍類使用，工藝復雜，投資高，處理量小。2.不溶性雜質去除率低，處理能耗大，容易造成二次污染。3.無法有效去除并回收磷石膏中的重金屬、放射性金屬和稀土金屬元素。

發明內容

針對現有磷石膏除雜的局限性和低附加值利用，即現有的去除磷石膏中雜質的分離效率低，資源循環效益低，經濟性低，無法有效脫除回收重金屬、放射性金屬元素和稀土金屬的問題，本發明提供了一種綠色、高效脫除磷石膏中雜質的方法，即一種高梯度磁場脫除磷石膏中雜質的方法與裝置。

本發明高梯度磁場脫除磷石膏中雜質的方法如下：