[发明专利]一种磷石膏的预处理方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种磷石膏的预处理方法，属于磷化工领域。该预处理方法主要用于磷化工废弃物磷石膏的提纯及利用。

背景技术

磷石膏是湿法磷肥生产过程中产生的一种固体废弃物，主要含有石膏、磷、氟、二氧化硅和一定量的水分，在堆放过程中容易造成环境污染。我国每年排放的磷石膏有近2000多万吨，历年堆存的超过1亿吨。目前，对磷石膏利用方案有很多，如作为建材、生产硫酸铵等，但由于磷石膏分布较为集中，其产品的销售半径小，使得利用的产业规模不大。

利用磷石膏可生产高附加值的镁盐，有文献报道活性氧化镁可经碳化后生成重镁水，然后利用重镁水与石膏反应制备硫酸镁。天然石膏纯度很高，杂质离子少，而磷石膏中含有磷、氟等有害杂质，部分甚至存在于磷石膏的晶格中，给磷石膏的提纯带来了巨大的困难，将磷石膏直接用于硫酸镁的生产，会对硫酸镁产品的后续加工，如高纯氧化镁的生产带来影响，因此应先对磷石膏进行预处理。

目前对磷石膏进行预处理的方法主要有如下几种：

1、水洗法（段付岗, 王少婷. 提高磷石膏洗涤率的措施[J] . 磷肥与复肥, 1996, 11 (3): 34-38; 张儒全, 魏延青. 磷石膏综合处理技术与方案设计[J]. 化肥设计, 2010, 48(3): 18-21; 胡成军. 磷石膏水洗净化试验及工艺[J]. 磷肥与复肥, 2007, 22(5): 66-67）。水洗的主要缺点是生产线一次投资大, 能耗高, 水洗后污水排放造成二次污染。2、球磨法（王兆利, 高倩, 赵铁军. 建筑石膏和磷石膏的改性[J]. 粉煤灰综合利用, 2001, 4: 42-43）。球磨处理并未消除杂质的不利影响，如果能与其它预处理工艺结合效果会更好。但是配合使用将使工艺更加复杂, 而且投资增大。3、陈化法（谢超凌, 高惠民, 朱芳. 磷石膏预处理及利用[J]. 云南化工, 2006, 33(2): 64-67）。它的主要缺点是陈化的过程中会对周围的环境造成污染。4、闪烧法（段庆奎, 王立明.闪烧法—磷石膏的无害化处理新工艺.宁夏石油化工, 2004, 3: 13-16）。目前用该法对磷石膏的处理量较小。5、湿筛旋流工艺（Manjit Singh. Improved process for the purification of phosphogypsum. [J]. Construction and BuildingMaterials, 1996, 10(8): 597- 600）。

其他预处理的方法还包括：以碳酸氢铵和氨水及工业副产盐酸对磷石膏进行净化处理(杨荣华，宋锡高. 磷石膏的净化处理及制备硫酸钙晶须的研究[J]. 无机盐工业, 2004, 4: 31-34)、用加石灰微波方法处理磷石膏并进行煅烧生产建筑石膏(胡旭东. 微波技术在云南磷石膏净化工艺过程中的应用研究. 昆明理工大学硕士论文，2006)以及石灰中和改性法、浮选工艺处理和Cerphos纯化工艺等。

尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料。它是动物蛋白质代谢后的产物，也可以通过人工合成得到。在实验中我们发现石膏在尿素溶液中的溶解度较大，可以在尿素溶液中对石膏进行重结晶。尿素用于磷石膏预处理的技术方案尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种磷石膏的预处理方法，通过该方法加工可使磷石膏发生重结晶，使磷石膏的粒度进一步细化，释放晶格中的杂质离子，从而满足后续产品生产的需要。

可通过如下技术方案实现本发明的技术目的，本发明的工艺流程图见附图1。

本发明所述的磷石膏的预处理方法，包括以下步骤：

a.按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1；

b.将步骤a所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在20-100℃条件下反应0.5-6小时。

c.将步骤b所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；

d.将步骤c分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。

2、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，尿素的浓度为50%~90%。， 

3、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1。

4、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。