[发明专利]改性磷石膏及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于废渣利用领域，具体涉及一种改性磷石膏及其制备方法和用途。 

背景技术

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙，即CaSO₄·2H₂O，此外还含有未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质，这些杂质影响磷石膏的利用。 

目前，绝大部分磷石膏被当作废物丢弃。排出的磷石膏废渣一是占用大量土地，二是堆场投资大、运营费高，三是浪费了宝贵的硫资源，四是污染环境。堆放渣场的容积和地基防渗处理要求严格，废渣安全处理的环境条件已成为建设磷肥厂选择厂址的制约因素，进而直接影响磷复肥工业的发展。据测算，一个年产重钙(重过磷酸钙)80万t项目，年排放磷石膏渣达186万t，堆场投资估算达9000万元，堆场年经营费近1000万元，占地达70万m²，相当于全厂占地面积的一半，即使如此，堆场容量仍未达到合理要求。目前，全国湿法生产磷酸生产能力约546万t，每年的磷石膏废渣量在2500-3000万t(干基)，占地达2000公顷，仅渣场投资估算达l0亿元。目前，世界磷石膏年排放量达2.8亿吨，我国也已超过5000万吨，占工业副产石膏的70％上。磷石膏的产生量将随着高浓度磷复肥产量的提高而大幅度增加。由于磷石膏含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害物质，如果任意排放会造成环境污染；设置堆场，不仅占地多、投资大、堆渣费用高，而且对堆场的地质条件要求高，磷石膏长期堆积还会引起地表水及地下水的污染。从环保和技术安全角度看，磷石膏废渣综合利用已迫在眉睫。 

磷石膏中因含有种类较多的化学成分而增加了磷石膏的利用难度，尤其磷石膏中含有少量残留的磷酸更给有效利用带来了困难，所以磷石膏一般不被以石膏为原料的企业所采用，仅极少部分被做为土壤改良或在一些石膏资源匮乏的地区经水洗后做为原料使用，这种简单少量的消化对整个堆积如山的磷石膏来讲仍是杯水车薪，不解决根本问题。生产厂仍采用堆放方式来被动处理。 

造纸白泥是制浆造纸厂在黑液碱回收过程中产生的大量苛化白泥(也称造纸白泥)，本发明中简称白泥，每吨粗浆可产生0.5t白泥，全国每年产生白泥约300多万吨。以木材为原料的苛化白泥，国外及国内的一些大型造纸厂均是采用石灰窑煅烧法，使白泥再生，生产再生石灰，在苛化中循环使用。然而以非木材纤维为原料的制浆造纸企业，由于白泥的硅含量高，如果回收再生，循环使用，势必加剧碱回收的硅干扰，以致使碱回收无法正常运行，所以白 泥始终得不到妥善处理。目前针对白泥，要么拉去填坑铺路，要么直接排入江河，既造成了环境污染，同时还得支付巨额的排污费。近年来随着环保工作的日益加强，造纸白泥治理就成为许多近年来随着环保工作的日益加强，造纸白泥治理就成为许多企业迫切需要解决的一个难题。 

造纸白泥的主要应用有：利用白泥代替石灰生产普通硅酸盐水泥，但需对水泥生产工艺及配方做一定的调整，特别是要适用于湿法回转窑的生产。现在水泥多采用新型干法生产，用造纸白泥取代石灰石煅烧水泥熟料的突出问题是造纸白泥的含水量较大，在45％左右，在生产建筑水泥时能耗较高；麦草浆碱回收苛化白泥可用作陶瓷的原材料，取代供应日趋紧张的优质天然或化工钙质原料；从白泥中提取的精制碳酸钙与普通轻质碳酸钙质量相当，该产品可作为造纸填料和塑料制品的填料使用；另外在建筑材料方面的应用还用利用白泥做为内墙、外墙涂料以、腻子及固体建筑涂料和防水建筑涂料，但是由于白泥的白度限制，掺加量较少，是解决白泥综合利用的很有价值的开发研究方向。 

另外，白泥的其它方面应用是作为烟气脱硫剂，华泰集团已经在2006年新建的电厂脱硫中使用造纸白泥作为烟气脱硫剂，为造纸白泥的应用开拓了一条新路。20世纪90年代我国湖北汉阳造纸厂就利用白泥为骨料经洗涤、干燥、干粉筛选、配料拌合等工序，生产去污粉收到了很好的经济效应和社会效应。近年来，有的单位已开始利用白泥应用于环保工程上，用作动力锅炉排烟的脱硫剂和型煤粘合剂等方面的试验，扩大了试验领域。 

总体而言，大量的造纸白泥由于其水分大，并含有相当数量的苛性碱，应用量不大，成为造纸厂发展的重要污染源。