[发明专利]磷石膏复合预处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及再生资源环保技术领域，尤其是一种磷石膏复合预处理工艺。

背景技术

磷石膏是磷酸或磷肥工业及某些合成洗涤剂产业排放的工业废渣，主要成分是二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O），但是还含有未分解的磷矿、未洗涤干净的磷酸、氟化钙、氟化钠、铁铝化合物、酸不溶性有机质以及泥质杂物等多种危害人体健康及生物增长，而且影响石膏制品品质的杂质。其中，可溶性磷使半水石膏的凝结时间延长、强度降低；以NaF形式存在的可溶氟可使水化产物二水石膏晶体粗放，晶体间结合度减少，结构力削弱；有机物使熟石膏表面稠度增大，胶结时需用水量增加，凝结时间延长，并削弱二水石膏晶体的接合，使硬化体结构松散，强度降低；钾、钠盐会使石膏制品表面出现盐酸，附含酸性水堆放时很容易进入环境，对水体和土壤产生不良影响。一般地说，化工企业排放的磷石膏固体杂质含量在10％以上，总磷达1.5％-2％，pH值1-2，SO₃含量低于35％，含酸性水30左右，二水硫酸钙总量不到70％，并含少量有机物、磷酸根离子、硫酸根离子，影响石膏制品，特别是排放堆存对地表水、地下水、作物生长、人居环境会产生极大危害。如不进行处理任意排堆，不仅占用大量土地，而且酸性水的渗漏、氟的逸散和某些放射性元素极易造成环境污染，也妨碍了磷石膏的综合利用，只有去掉或降低磷石膏中的有害杂质，才能使其成为可利用的二次资源。因此，必须对磷石膏进行预处理，以大幅提高磷石膏利用率、变废为宝，从而实现保护生态、造福社会。

目前国内外对磷石膏进行预处理有物理、化学及物理化学方法，包括有水洗法、中和法、分级法、湿筛旋流法、闪浇法、浮选法、球磨法等，但它们各有优缺点。水洗净化处理方法虽然可除去大量杂质和有机物，但是耗水量大易造成二次污染，而且废水处理设备易产业结垢现象。中和改性法对磷石膏中P₂O₅影响显著，但是对其它杂质作用有限，而且成本较高。Cerphos纯化工艺（分级法）主要处理径粒在16um-25um之间的杂质，湿筛旋流法则主要溶解粒度在10-15um的磷石膏和富集的有机物及晶格中的磷酸盐。闪浇法过程中会产生有害气体，浮选法对可溶性杂质去除效果不显著且浮选设备易侵蚀，球磨法属水洗工艺，对磷石膏的预处理大都在磷石膏堆场取料，此时磷石膏已对环境造成污染。

综上所述，磷石膏杂质越少品质越好就越容易被利用，因此，对磷石膏的提纯预处理是解决磷石膏综合利用的首要问题。然而，当前尚无较好的磷石膏预处理工艺，从而导致对磷石膏的利用率极低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种合理、先进、经济的磷石膏复合预处理工艺，以提取高纯度低杂质优质的磷石膏，从而实现高效综合利用磷石膏，既能保护环境又可固废利用的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：磷石膏复合预处理工艺，直接从化工企业的排渣口取磷石膏渣，排入30目振动筛分选，同时以化工企业的工业废水冲洗磷石膏渣，揉入了水洗和分选的提纯净化方法，筛选时可去掉10％左右粒径较粗的硬质矿物等杂质；冲洗后得到的磷石膏浆液中加入占磷石膏质量1％～2％的碱质增钙液调节pH值至7±1，然后送入分层滤池搅拌、静置，运用浮选方法除去表层有机物膜及可溶性杂质，同时充分运用了中和法原理改变磷石膏的pH值，可有效避免对净化设备的侵蚀；将分层净化的磷石膏浆液排入真空过滤机进行真空过滤，得滤渣和滤水。

化工企业是磷酸、磷肥或合成洗涤剂生产企业，只要有磷石膏排放端口的企业即可应用本工艺。

工业废水来自化肥厂磷矿球磨或磷酸水洗工艺产生的废水。

碱质增钙液由化工企业烧碱生产排放的电石渣、糖厂排放的糖渣、造纸厂排放的增钙碱渣或石灰稀释搅拌而成，其pH值在12～14，加入的目的是中和磷石膏的pH值至中性。属于工业固废利用，相对于传统以石灰中和处理的方法，一是无扬尘污染，不产生有害气体，二是节约了净化成本，更注重了经济效益。

滤渣为高纯度磷石膏。

高纯度磷石膏含水10％以下，pH值7±1，SO₃达43％以上，CaSO₄·2H₂O含量90％以上，可溶解磷0.01％以下，总磷0.05％以下，杂质1％以下。

硬质矿物杂质直接用于混凝土生产，直接产生经济效益。

滤水由管道流回化工企业磷矿球磨机再利用，确保了在不形成水污染的情况下，实现了可用磷的再回收，水的有效利用和磷的高效回收带来了显著的经济效益。