[发明专利]一种粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺

说明书

本发明公开了一种粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，包括如下步骤：1）将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，控制生料中磷石膏和粉煤灰的重量比为1:0.5‑1.5，添加剂添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的8‑16%；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；2）将步骤1）制得的熟料研磨后溶出，并进行固液分离即可。本发明开拓了磷石膏和粉煤灰的新应用，具有处理工艺简单，成本低，附加值高，且有价物质回收率高，回收的铝成分纯度高的特点。

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，属于冶金化工领域。

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(CaSO₄)，其含量一般可达到70～90％左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：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。

粉煤灰，是煤燃烧后的烟气中捕捉下来的固体物，主要集中在燃煤发电的地区，其中含有大量的铝、铁、硅等有价成分。我国每年产生的粉煤灰约为一亿多吨，绝大部分通过堆存方式处理，严重污染了当地环境。而针对粉煤灰的处理，现目前主要集中在用于水泥等建材的原料。

尽管磷石膏和粉煤灰中含有大量的有价物质，如硫、铁、铝、硅等；但是，我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。而每年产生的粉煤灰约为一亿多吨。

由于磷石膏和粉煤灰产量巨大，同时，现目前针对磷石膏和粉煤灰的应用较少，主要用于生产建筑水泥和直接铺路等，而通过磷石膏或粉煤灰提取回收有价物质的工艺复杂，成本高。导致了现目前磷石膏和粉煤灰的消耗量少，磷石膏和粉煤灰的应用附加值低的缺陷。而将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，提取回收有价物质的研究未见报道。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺。本发明开拓了磷石膏和粉煤灰的新应用，具有处理工艺简单，成本低，附加值高，且有价物质回收率高，回收的铝成分纯度高的特点。

本发明的技术方案

一种粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，包括如下步骤：

1)将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，控制生料中磷石膏和粉煤灰的重量比为1:0.5-1.5，添加剂添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的8-16％；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；

2)将步骤1)制得的熟料研磨后溶出，并进行固液分离即可。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤1)中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤1)中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤1)中，所述生料是在温度1000-1200℃下焙烧时间1-2.5小时。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤2)中，所述研磨为水磨，溶出时用水溶出。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤2)中，所述溶出时的液固体积比为4-6:1。

前述的粉煤灰与磷石膏的综合利用工艺，步骤2)中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化铁，将浮选剩余的残渣用于生产水泥，将硫化铁焙烧后的烟气用于制酸，残渣为氧化铁。