[发明专利]一种处理磷石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及处理湿法磷酸、磷肥生产、磷酸二氢钙与磷酸氢钙生产等行业产生的磷石膏以及燃煤电厂脱硫石膏，尤其涉及一种处理磷石膏的方法。

背景技术

工业磷石膏是指湿法磷酸生产过程产生的以二水硫酸钙为主要成分的工业性废渣，湿法磷酸工艺以硫酸和磷矿为原料生产磷酸、磷肥，将副产大量磷石膏废渣；燃煤电厂脱硫石膏是指燃煤电厂用石灰/石灰石吸收法脱除烟气中三氧化硫产生的废渣。目前，我国湿法磷酸厂以二水物流程为主，因此副产磷石膏多为二水磷石膏。通常每生产1t磷酸就产生4.5～5.5t磷石膏。大量磷石膏的堆积不仅占用土地，增加费用，而且造成环境污染，已成为制约磷产业发展的重要因素。据估计，2007年世界磷石膏排放量约5亿t，我国约为3000万t，其处理和综合利用已成为全球性问题，往往成为制约企业发展的重要因素之一，磷石膏不仅大量占用土地，而且严重污染环境，已成为可持续发展的瓶颈，寻找其有效利用途径迫在眉捷。

与磷石膏的生产规模相比，磷石膏消费量很小，利用率很低。这是由于许多国家都是天然石膏产地，且磷石膏中杂质含量较高，用有些磷矿所制得的磷石膏中还含有毒重金属及铀、镭等放射性物质，利用起来很困难。现在世界上磷石膏平均利用率只有2-3％，我国为3％～6％，绝大多数磷石膏都排入江河湖海或堆存，极少综合利用。大量磷石膏的堆存，不仅占用大片土地，增加费用，而且污染环境形成公害，已成为湿法磷酸发展的主要制约因素。开展磷石膏废渣的综合利用，不仅是环境保护和资源回收利用的需要，也是磷肥工业自身发展的需要，已引起了国内外的极大关注。

目前对磷石膏的处理主要有以下几种方式：

将磷石膏直接用作肥料，由于磷石膏含有一定的游离酸呈强酸性，PH值为1-4.5，有降低土壤PH值改良盐碱土的作用。磷石膏中的钙离子可置换土壤中的钠离子，生成的硫酸钠随灌溉水排走，从而降低了土壤的碱性，改良了土壤的渗透性。另外，土壤酸化可释放微量元素，供作物吸收，磷石膏与碳铵、氨水、尿素混合施用，能中和氨，减少氨的损失，起到一定的固氨保氮作用。但不足之处在于磷石膏作为硫肥和钙肥及土壤改良剂时磷石膏中放射性核素以及沥液成分会对环境造成二次污染。

将磷石膏作为石膏建材，除去磷石膏中各种磷酸盐、氟化物、有机物和可溶性盐，使其符合建筑产品的要求，净化后的磷石膏经煅烧干燥脱去物理水和一个半结晶水，再经陈化后成为半水石膏即建筑石膏，然后在建筑石膏中搀入护面纸等辅助材料可生产纸面石膏板、纤维石膏板、石膏砌砖或空心条板、粉刷石膏等，但是该处理方式的缺点是简单利用，其利用附加值较低。

将磷石膏转化为硫酸钾，过滤出的硫酸钾经洗涤干燥制成硫酸钾成品，滤液用于制氮磷钾复合肥料，磷石膏的转化率一般可达90％-93％，钾转化率可达73％左右；但是存在转化不彻底，资源利用率低等缺点。当然还有将磷石膏高温还原生产工业硫酸、通过磷酸法利用磷石膏生产工业硫酸、将磷石膏低温分解生产工业硫酸等不同的处理方式，但是上述处理方式过于简单，处理不彻底，仅能制得单一产品，容易残留副产物形成二次污染，经济附加值较低。由此可见，现有技术有待于更进一步的发展。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中的缺陷提供一种处理磷石膏的方法，通过多次反应与气体吸收制得多种化工产品，以彻底处理磷石膏，提高资源利用率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种处理磷石膏的方法，其包括以下步骤：

A、将磷石膏与碳酸氢铵按质量比充分混合，按质量比向上述磷石膏与碳酸氢铵的混合物中加入水，在室温条件下充分反应后分离出硫酸铵、碳酸钙；

B、将步骤A中所得硫酸铵与三氧化二铁按质量比充分混合，在三百五十摄氏度与五百五十摄氏度之间完全反应后得到硫酸铁与氨气并吸收氨气；

C、待步骤B中氨气完全被吸收后，保持步骤B中的温度一段时间后，将温度升高至七百摄氏度与八百五十摄氏度之间充分分解硫酸铁，得到三氧化二铁与三氧化硫并吸收三氧化硫。

所述的处理方法，其中，所述步骤B中硫酸铵与三氧化二铁按质量比在一比一与一比三之间；步骤B中硫酸铵与三氧化二铁球磨充分混合后在回转窑内充分反应四十分钟至七十分钟；并经第一吸收塔吸收氨气制得氨水。

所述的处理方法，其中，所述步骤A中磷石膏与碳酸氢铵的质量比为二水硫酸钙与碳酸氢铵的质量比，其在一比零点九与一比一点四之间；水与混合物的质量比在一比零点四与一比零点八之间；室温条件为二十五摄氏度。