[發明專利]一種基于有填料的浮選柱與重選柱對磷石膏提純的方法

有效

• 申請號: 202010410764.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111545342B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 肖文丁
• 申請（專利權）人: 武漢格物致知礦業有限公司;新洋豐農業科技股份有限公司
• 主分類號: B03B7/00
• 分類號: B03B7/00;B03B9/00;B03D1/00;C01F11/46
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發明公開了一種基于有填料的浮選柱與重選柱對磷石膏提純的方法，包括步驟：浮選除有機物、重選除可溶性磷和氟的雜質、重選除含硅雜質，利用磷石膏中二氧化硅，玉髓、硫酸鹽、磷酸鹽、氟化物、和碳化有機物與石膏之間密度、粒度和表面化學性質的差異，采用重選和浮選結合的方式，達到磷石膏脫色、增白、降磷、降雜的提純效果，石膏可作為建筑材料原料，硅渣可作為免燒空心磚或硅質土壤調節劑原料，而有機含磷等雜質渣可作為保水營養缽原料。同時產生兩類廢水，包括脫硅過濾后不含有機質和可溶性鹽類的廢水，占總廢水量的2/3；另一類是有機物和可溶性鹽類過濾后的廢水，占總廢水量的1/3，廢水經過處理，可以自我循環利用，避免外排污染環境。

技術領域

屬于固體廢棄物處置與資源化利用工藝領域，具體涉及一種基于選礦的方法和工藝提純磷石膏的方法。

背景技術

磷石膏是以磷礦石為原料，采用濕法制取磷酸過程中，產生的以硫酸鈣為主要成分的化工副產物。每生產一噸磷酸需消耗二噸硫酸，同時產生近五噸磷石膏。磷石膏中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；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，目前中國磷石膏年均堆存量達5000萬噸，但其綜合利用率卻不足30％，大量的磷石膏還是采取直接堆放的形式存放，不但占用了土地資源，給生產企業帶來沉重負擔，還會產生安全隱患和環境污染。國家安監總局已將磷石膏庫納入非煤礦山安全監管范圍，對磷石膏庫實行安全生產許可制度。磷石膏庫企業必須于2017年7月1日前取得安全生產許可證，逾期未取得安全生產許可證的不得進行生產。因此從保障企業正常生產，治理安全隱患和消除環境污染的角度，磷石膏廢渣的綜合利用已到非常迫切的地步。

目前磷石膏主要有兩種應用。用途之一是作為建筑材料，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；有機物雜質主要為黑褐色的腐植酸，具有較強的吸附性常與碳和有色硫化礦等伴生，是影響石膏白度的因素，若不去除，當用該磷石膏制成石膏板、膩子粉作為裝飾材料時，有機物吸附的硫化氫等雜質會釋放出產生惡臭，同時可溶磷等可溶性鹽類會從石膏制品中析出，導致裝飾材料發霉和長青苔；磷石膏作為煅燒法制硫酸和水泥的原料時，若未去除磷石膏中的硅酸鹽和石英，煅燒使得硅酸鹽熔融化而在爐內結疤，這種疤極難清除嚴重影響煅燒效率。

因此這樣的利用由于沒有有效去處除磷石膏中的有害雜質，形成產品后經不起市場檢驗，石膏產品質量也達不到國家標準GB/T23456-2018的標準。大量的經驗和教訓表明，磷石膏利用的瓶頸是沒有找到除去其中的有害雜質的有效且經濟而且可以實現大規模工業化生產的方法。

已有的文獻中，用浮選的方法和其他選礦方法分別單獨從磷石膏中去除硅，去除可溶鹽和有機質的研究有過報道，但是用一種連續的工業和設備全面去除磷石膏中三類影響到綜合利用的雜質，即以可溶性磷為首的可溶性鹽類、影響石膏白度的有機質和其它雜質、以及以石英玉髓為主的硅酸鹽的工業化裝置卻從未見報道。

除此之外，有些地區的磷礦中含有放射性核素，例如，美國佛羅理達地區，我國四川省的磷礦中的放射性核素就高于其他地區，而這類地區磷化工廠的副產品磷石膏中，也含有數量可觀的放射性元素。目前技術人員為研究磷石膏中放射性元素的富集方式，也不清楚如何有效的去除該放射性元素，放射性核素是影響石膏作為建筑材料的元兇，因此找到一種經濟上可以接受且環境友好的方法將磷石膏提純并去除有害雜質，成為磷石膏能否有效利用的關鍵。

發明內容