[发明专利]一种磷石膏的预处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷石膏的预处理工艺，属于再生资源与环境技术领域。

背景技术

磷石膏是用硫酸与磷矿作用湿法生产磷酸时所排出的固体废弃物，主要成分是二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O），但是还含有未分解的磷矿、SiO₂、氧化铝、氧化铁、氧化镁、含氟物质、酸性不溶性有机物等多种危害人体健康及生物增长，而且影响磷石膏制品品质的杂质。其中，可溶性P₂O₅在建筑石膏水化时转化为Ca₃(PO₄)₂沉淀，覆盖在半水石膏晶体表面，降低二水石膏析晶过饱和度，使二水石膏晶体粗化，表现为建筑石膏的凝结时间显著延长，强度大幅度降低；可溶性氟使石膏的凝结时间缩短，随F-掺量的增加促凝作用增强；有机物使石膏的需水量增加，凝结硬化减慢，消弱二水石膏晶体间的结合，使硬化结构疏松，强度降低。晶型的转变及接触点的减少是造成磷石膏硬化体强度降低的原因，可溶性杂质是最严重的影响因素。磷石膏不同于天然石膏，尽管其CaSO₄·2H₂O的含量较高，但含有0.3%～2.0%的P₂O₅，0.1%～1.5%的F，湿基磷石膏呈酸性，有的磷石膏还具有较高的放射性。因此，磷石膏的任意排放，不但占用大量土地，造成严重的环境污染，而且影响人们身体健康。如果将磷石膏直接进行应用，势必会对磷石膏制品的品质造成很大的影响，因此，对磷石膏进行预处理，去除或减少其中的杂质，提高磷石膏中二水石膏的含量是综合利用磷石膏的必要步骤。

目前国内外对磷石膏进行预处理有化学、物理、物理化学以及热处理方法。在化学处理法中,采用石灰中和、酸溶等方法可以消除可溶磷、氟的影响，但只能适用于磷石膏中有机物与SiO₂等硬质杂质含量不高且品质较稳定的情况。浮选处理能有效去除有机物，从而消除有机物的有害作用，但是浮选处理的设备、药剂等价格昂贵，不宜对磷石膏进行预处理。在物理处理方法中,不用加入化学剂，但其工艺存在一次性投资大、能耗高、污染严重和工艺复杂等问题。在物理除杂中，水洗是最有效的方式，能去除可溶性杂质和有机物，Cerphos纯化工艺主要处理径粒在20μm左右的杂质，湿筛旋流方法去除效果也较好，可以去除大颗粒的石英和未反应的杂质，适度的球磨可从根本上改善硬化体孔隙率高、结构疏松的缺陷。筛分工艺可以改变磷石膏中杂质分布不均，其处理效果取决于杂质随颗粒的分布情况。闪烧法是目前出现的一种新的热处理工艺，是消除共晶磷影响唯一有效的途径，且其二次污染小,设备生产能耗低，但目前的处理量较小。煅烧处理法在温度低时很难除去共晶磷，并且处理能耗大。微波加热处理磷石膏也是一种新的除杂方法，它不存在二次污染,且比传统加热方式快且节能,能很快除去有机物,但目前研究工艺还不够成熟。

因此，提供一种经济环保、高效去除或减少杂质以及处理量大的磷石膏预处理方法成为磷石膏预处理行业的迫切需要。

发明内容

本发明提供了一种磷石膏的预处理工艺，该工艺经济环保，能有效去除或减少磷石膏中的杂质，提高磷石膏的品质，而且处理量大，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明所采取的的技术方案为：

一种磷石膏的预处理工艺，包括如下步骤：

1)按磷石膏质量为磷石膏与水两者总质量15%～30%的比例，将磷石膏分散于水中，搅拌均匀后静置分层，去除漂浮在上层的有机杂质，然后加入质量为磷石膏质量0.5%～2.0%的氧化钙，充分搅拌均匀后用30～60目的筛进行过筛隔粗，去除大颗粒的硬质杂质；