[發明專利]一種工業磷石膏廢料處理方法

有效

• 申請號: 202010973457.6
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112191240B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 周春松;胡成坤;王荔;孫堅;沈錦君
• 申請（專利權）人: 福泉環保城發展有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J35/10;C01G23/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 曹立成

本發明公開了一種工業磷石膏廢料處理方法，包括：(1)將磷石膏廢料干燥、粉碎，獲得磷石膏粉末；(2)將磷石膏粉末與催化劑研磨，混合，置于反應器中；(3)通入惰性氣體，升溫至400?500℃，保持溫度預處理1?2h后，通入H₂S氣體，反應1?2h，制得SO₂和固體殘渣；其中，所述催化劑包括由MgAlCeTi類水滑石制得的復合氧化物。該方法可以實現較低溫度下的磷石膏廢料的還原分解，降低了能耗。

技術領域

本發明涉及磷石膏處理領域，特別是涉及一種工業磷石膏廢料處理方法。

背景技術

磷石膏是生產濕法磷酸時產生的固體工業副產物，其主要化學成分為CaSO4·2H2O，并含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO，微量的金屬離子及放射性元素，及未分解的磷礦粉、P2O5、F-和游離酸等雜質，通常呈現針狀、板狀、密實晶體和多晶核晶體。

在二水法制濕法磷酸的工藝中，每生產1噸磷酸產生4噸～5噸磷石膏，據統計，全世界磷石膏每年排放量多達2億多噸，中國每年排放的磷石膏也多達2000多萬噸，而綜合利用率不足10％。未經處理的磷石膏堆放不僅占用大量的土地、資金，浪費大量的硫資源，而且會造成嚴重土壤、水體、大氣污染。因此磷石膏的綜合利用是一個世界性的難題。國內磷石膏還沒有很好的利用途徑，大多堆存處理，堆放磷石膏不僅要占用了大量土地，而且還要造成環境污染，因此加大磷石膏的合理利用途徑，不僅可為實現磷肥工業的可持續發展和磷石膏的高度利用作出貢獻，還能避免占用寶貴的土地資源和環境污染，意義十分重大。

本申請發明人在長期研究中發現，現有的還原分解磷石膏的反應機理多是固-固反應，并且反應需要的溫度較高，不僅增加了能耗，而且工藝繁瑣。此外，磷石膏的分解率和脫硫率都較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種工業磷石膏廢料處理方法，該方法可以實現較低溫度下的磷石膏廢料的還原分解，降低了能耗。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：提供了一種工業磷石膏廢料處理方法，包括：(1)將磷石膏廢料干燥、粉碎，獲得磷石膏粉末；(2)將磷石膏粉末與催化劑研磨，混合，置于反應器中；(3)通入惰性氣體，升溫至400-500℃，保持溫度預處理1-2h后，通入H₂S氣體，反應1-2h，制得SO₂和固體殘渣；其中，所述催化劑包括由MgAlCeTi類水滑石制得的復合氧化物。

作為上述技術方案的優選，所述MgAlCeTi類水滑石的制備方法包括：將硝酸鎂、硝酸鋁、硝酸鈰溶解于水中，攪拌均勻后，加入納米TiO₂粉末，在60-70℃條件下超聲分散1-2h，之后在70-80℃條件下劇烈攪拌，向混合物中滴加NaOH和Na₂CO₃的混合溶液，滴加完成后繼續攪拌90-120min，停止攪拌后將其在70-80℃條件下靜置36h，之后過濾、洗滌、干燥，制得所述MgAlCeTi類水滑石。

作為上述技術方案的優選，所述MgAlCeTi類水滑石中，Mg和Al的摩爾比為2-5。

作為上述技術方案的優選，所述催化劑的制備方法包括：將MgAlCeTi類水滑石在620℃-750℃條件下煅燒3-4h后，研磨，制得所述復合氧化物。

作為上述技術方案的優選，所述復合氧化物中，鈰的氧化物的質量份數為5-10wt％。

作為上述技術方案的優選，所述復合氧化物中，鈦的氧化物的質量份數為3-8wt％。

作為上述技術方案的優選，所述磷石膏粉末與催化劑的使用量質量比為15-20：1。

作為上述技術方案的優選，所述通入H₂S氣體的速率為70-120mL/min。

作為上述技術方案的優選，所述通入惰性氣體的速率為40-60mL/min。