[发明专利]一种细颗粒磷石膏深度净化提纯二水硫酸钙的方法

说明书

本发明公开一种细颗粒磷石膏深度净化提纯二水硫酸钙的方法，将磷石膏颗粒进行筛分，收集细颗粒磷石膏，加入水，并充分搅拌得料浆，再加入(NHsubgt;4/subgt;)subgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;，保持高频振动投入纳米TiOsubgt;2/subgt;；并采用紫外光源对料浆进行照射，使其发生光催化氧化反应；将料浆进行固液分离，得到滤液和滤渣；将滤液置于低温负压环境下，使滤液中溶解的硫酸钙冷却结晶，所得带有结晶的液体进行过滤，得到结晶物；滤渣和结晶物置于微波场内进行辐照，所得干燥物料即为提纯得到的二水硫酸钙。本发明具有反应条件温和，对共晶磷、磷化合物、有机物等各类杂质去除效果明显，磷石膏净化程度高，二水硫酸钙提纯效果优异的优点。

技术领域

本发明涉及一种细颗粒磷石膏深度净化提纯二水硫酸钙的方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的固体废渣，每产生1t磷酸约需消耗2t硫酸，同时产生4～5t磷石膏，我国磷化工行业每年排放磷石膏约为5000万t。其主要成分为CaSO₄·2H₂O，但是由于含有机杂质，包括磷、氟以及碱金属盐，所以极大地限制了它在工业上的应用。

磷石膏中杂质共晶磷的存在，严重影响了石膏胶凝材料硬化体强度等性能。目前，传统的磷石膏净化方法是采用水洗、石灰中和、或是浮选法或是多种方法混合使用。其中，水洗法即采用大量的自来水反复洗涤，这一方法产生大量的二次废水。石灰中和即向磷石膏料浆投入生石灰，中和其中酸性物质，但是对有机物去除效率低下。浮选则是加入大量自来水，拌合成料浆，而后静置磷石膏料浆，反复清除其表面的黑色油污，这一工艺耗时长，杂质去除效率最低，净化效果最差。这些传统处理方法，总体而言效率低下，能耗大，还易产生二次污染，最严重的问题是几乎无法去除共晶磷。

目前，关于磷石膏共晶磷的高效净化方面尚未找到适用的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种细颗粒磷石膏深度净化提纯二水硫酸钙的方法，通过对磷石膏进行粒径的区分，针对共晶磷含量高的磷石膏细颗粒进行净化，为磷石膏的工业化规模处理和综合利用提供保障。

本发明通过下列技术方案实现：一种细颗粒磷石膏深度净化提纯二水硫酸钙的方法，经过下列各步骤：

(1)将磷石膏颗粒进行筛分，收集粒径小于80μm的细颗粒磷石膏；

(2)按水和细颗粒磷石膏的质量比为(2-5):1，在步骤(1)的细颗粒磷石膏中加入水，并充分搅拌得料浆；

(3)按(NH₄)₂SO₄:料浆为4-6g/L的固液比，在步骤(2)的料浆中加入(NH₄)₂SO₄，开启高频振动和电加热，使料浆在80-95℃下保持高频振动；

(4)保持高频振动25-40min后，按掺加量为100-200mg/L，在步骤(3)所得料浆中投入纳米TiO₂；

(5)保持高频振动，并采用紫外光源对料浆进行照射25-40min，使其发生光催化氧化反应；

(6)将步骤(5)所得料浆进行固液分离，得到滤液和滤渣；

(7)将步骤(6)所得滤液置于低温负压环境下，使滤液中溶解的硫酸钙冷却结晶；

(8)将步骤(7)所得带有结晶的液体进行过滤，得到结晶物；

(9)将步骤(6)所得滤渣和步骤(8)所得结晶物置于微波场内进行辐照，以实现快速脱除游离水，所得干燥物料即为提纯得到的二水硫酸钙。

所述步骤(3)的高频振动的频率为50-200KHz。