[发明专利]一种低耗二水磷石膏的转化提纯方法

说明书

本发明公开了一种低耗二水磷石膏的转化提纯方法，先在工业副产二水磷石膏中加入水和适量分解剂，通过湿磨工艺进行浆化处理，然后过筛，去除大颗粒和料球，向所得浆料中加入铵盐溶液，充分机械搅拌，静置取上层浆液，在上层浆液中加入有机溶剂和表面活性剂，使上层浆液与之充分混合，再加入饱和氢氧化钙水溶液和乙醇的混合液，将所得混合液抽滤，用乙醇洗涤、分离和干燥，即可得纯化的半水磷石膏。本发明利用物理和化学相结合的方法，可以制得纯度较高的半水磷石膏。本发明具有低能耗、低运行成本、绿色环保、产品纯度高等特点解决了磷石膏的综合利用问题，是磷石膏资源化利用的新思路，为其后续的综合利用开辟新途径。

技术领域

本发明涉及属于磷石膏的资源化利用领域，具体涉及一种低耗二水磷石膏的转化提纯方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的固态副产物，约90％的磷石膏是二水法湿法磷酸工艺所副产的。每生产1t湿法磷酸(以P₂O₅计)，副产磷石膏约4～5t。目前，全世界磷石膏年产量约为2亿t，我国年产量5000万t以上，每年综合利用量约为1000万t，综合利用率仅为20％。到目前为止，我国磷石膏累计堆存量已超过2亿t，不仅占用土地、浪费资源，更带来严重的环境污染和安全隐患。所以，磷石膏的资源化利用具有重要的环境价值、经济价值和社会价值。

磷石膏是一种含多种杂质的工业副产石膏，其主要成分为CaSO₄·2H₂O，并含有少量的水溶磷、枸溶磷、氟化合物、金属氧化物、有机物等杂质和极微量的重金属元素，pH3呈强酸性，含水率很高。其中杂质磷在用于水泥添加剂时，会延缓水泥的凝结硬化，降低水泥早期强度和石膏制品强度。然而氟化合物导致其无法用于石膏板等建材，金属氧化物、有机物等杂质的存在使其呈灰黑色。总之，各种杂质的存在使其应用受到极大的限制，成为制约该行业健康持续发展的瓶颈。

CN201410135538.3公布了一种磷石膏制备二水硫酸钙晶须的方法，仅适用于二水硫酸钙晶须的制备，其方法中也涉及到加热处理，能耗相对较高，工艺流程较复杂。CN201710322103.3公布了一种利用工业副产磷石膏制备无水硫酸钙晶须的方法，通过复杂的化学试剂作用，并利用生石灰等强碱性的物质，实现无水磷石膏的制备，并未优化纯净工艺。CN201611002654.3公布了一种磷石膏制备低成本半水硫酸钙晶须的新工艺，利用转晶剂和高热高压处理，实现半水硫酸钙的制备，其工艺能耗较高。

上述的种种方案能部分缓解磷石膏大量堆存的现状，但是存在的问题依然有很多，有的会带来二次污染，且磷石膏作为副产物纯度本就不高，含杂质较多，现有的磷石膏加工处理工艺包括石灰中和、水洗、煅烧和蒸汽处理等，这些处理工艺虽然在一定程度上可消除一些有害杂质的不利影响，但处理工艺投资大、能耗高、处理量小、二次污染难解决，并且处理后磷石膏的品质仍较低。因此要解决磷石膏资源化利用的现实问题，迫切需要从技术、成本和产品品质等方面寻求新的方法。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种低耗二水磷石膏的转化提纯方法，所述方法处理工业副产二水磷石膏后，得到了纯度和附加值较高的半水磷石膏，为废弃磷石膏的综合利用开辟新的途径。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种低耗二水磷石膏的转化提纯方法，包括以下步骤：

1)将重量比为100：(100～300)：(10～15)的二水磷石膏、水、分解剂加入球磨罐中，选择球料比(5～10)：1，湿磨1～2h，进行浆化处理，然后过筛，去除大颗粒和料球，得到超细浆料A；

2)将重量比为100：(200～300)的浆料A和铵盐溶液进行充分机械搅拌促溶，然后静置1～2h，取上层浆液得到浆液B；

3)将重量比为100：(400～500)：(10～20)的浆液B、有机溶剂和表面活性剂搅拌均匀，充分混合2～4小时，得到溶液C；