[发明专利]一种利用废弃磷石膏制备微纳结构碳酸钙和硫酸铵的方法

说明书

本发明涉及一种利用废弃磷石膏制备微纳结构碳酸钙和硫酸铵的方法，是将磷石膏研细成粉末后分散于水中，形成磷石膏分散液；然后在温度为25～50℃、搅拌条件下向磷石膏分散液中依次加入阳离子表面活性剂、碳酸氢铵，混匀后继续搅拌反应至所得混合液无气泡产生为止，再将混合液抽滤，抽滤完毕后将所得上层固体烘干，获得碳酸钙；最后将滤液浓缩结晶，获得硫酸铵。本发明制备的产物可用于建筑材料和肥料，可解决固体废渣磷石膏的综合利用问题，目标产物可用于建筑材料和肥料，产率高，应用前景好，对环境损害小。

技术领域

本发明属于废弃物资源综合利用技术领域，具体涉及一种利用废弃磷石膏制备微纳结构碳酸钙和硫酸铵的方法。

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，制取1吨磷酸(以100％P₂O₅计)会产生4.8～5.0吨磷石膏。磷石膏为粉状，颜色为灰白色或灰黑色，附着水10～30％湿粉，PH＝1.9～5.3，F＝0.5％，颗粒直径一般为5～50μm，颜色呈灰白色，有的呈黄色和灰黄色，化学成分复杂，含有残留有机磷和无机磷、氟化物及氟、钾、钠等成分及其它无机物，目前磷石膏在建材市场、水泥、修路等领域作为填充材料应用广泛。生产高浓度磷复肥时产生的一种工业副产石膏，主要成分是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，累计堆存量超过1亿吨。云南、湖北、贵州、山东、安徽、重庆、江苏、四川、广东、陕西，这十个省市磷石膏的产生量占全国磷石膏总产生量的91.5％。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山。

巨量磷石膏的堆积占用了大量的土地资源不说，磷石膏中含有氟化物、游离磷酸、P₂O₅、磷酸盐等杂质，其不仅会导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的问题，而且磷石膏在遇雨水冲刷后，带走部分可溶性杂质到地下对土壤造成了污染，此外可溶性杂质进入水或河流中后对水质也会造成污染，我国农村地区多数人都是直接饮用地下水，经磷石膏污染后的水源直接进入人体，对人民的身心健康造成了极大的威胁。此外，风蚀还造成了大气污染，磷石膏给我们带来了严重的“水陆空”污染问题，磷石膏里含有的砷、镉、汞等有害重金属化学物质对环境造成的影响将长达数百年。近年来，关于磷石膏危害居民健康的报导也越来越多，如长期饮用磷石膏污染水源会造成骨质疏松，肾脏病变，增加癌变几率等消息让人觉得毛骨悚然。虽然也有关于固体废弃物堆放应用等的相关规定，但是许多磷石膏的堆放均未符合国家标准，磷石膏的污染所带来的民生问题仍然存在。再有，磷石膏堆放标准的制定也未能也不可能从根本上来解决磷石膏的污染问题，我们不可能让其无限的堆积下去，我们应该从消除磷石膏堆积量的源头出发，减少其堆积数量，从根本上解决其占用土地资源以及“水陆空”污染的问题，因此，我们在控制工业固体废物存放标准的同时，更多的应该将重心转移至磷石膏固废的综合利用上来。

近年来磷石膏的堆存与综合利用问题受到国内外的重视，新型创新研究的注入，国家政策的大力支持都推动着磷石膏的利用率，但磷石膏的综合利用率仍较低。

基于上述理由，提出本申请。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用废弃磷石膏制备微纳结构碳酸钙和硫酸铵的方法。本发明方法利用固体废渣磷石膏为原料，采用碳酸氢铵作为沉淀剂，通过搅拌反应，获得微纳结构的碳酸钙和硫酸铵，可解决固体废渣磷石膏的综合利用问题，目标产物可用于建筑材料和肥料，产率高，应用前景好，对环境损害小。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种利用废弃磷石膏制备微纳结构碳酸钙和硫酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：