[发明专利]一种磷石膏和赤泥制酸联产改性磷酸盐粘结剂的方法

说明书

本发明提供了一种磷石膏和赤泥制酸联产改性磷酸盐粘结剂的方法，包括如下步骤：将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离得到的固体焙烧后加工制得硫酸，分离得到的液体加CO₂得到粗氢氧化铝，粗氢氧化铝加工得到氢氧化铝，氢氧化铝同磷酸、硼酸、硼砂、柠檬酸、乙醇和水加工制得改性磷酸盐粘结剂。本发明具有磷石膏和赤泥综合利用率高，有价成分回收率高，处理成本低，且生产的氢氧化铝是制备改性磷酸盐粘结剂的良好原料，同时本发明制备的改性磷酸盐粘结剂具有生产成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种磷石膏和赤泥制酸联产改性磷酸盐粘结剂的方法，属于冶金化工领域。

背景技术

磷石膏主要来自于利用硫酸分解磷矿、萃取磷酸（称湿法磷酸）过程中的副产物，制取1吨磷酸副产磷石膏约5吨。目前，全世界每年排放磷石膏总量约为1.2-1.4亿吨，我国约为5000万吨左右，占全球年排放磷石膏总量的25-29%，这一数量呈增加趋势，且目前国内磷石膏堆放量达2.5亿吨。目前大部分企业将磷石膏堆放处理，这存在着诸多弊端。因为磷石膏除主要成份为CaSO₄·2H₂O外，还含有多种其他杂质。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P₂O₅、磷酸盐等杂质以及砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素，这导致磷石膏会造成大量污染。

赤泥亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。目前全世界每年产生的赤泥超过7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。贵州的氧化铝厂排放的赤泥还具有一定的放射性，目前只能依靠大面积的堆场堆放。占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。另一方面，目前拜耳法制取氧化铝时所用的铝土矿铝硅比低，相应的拜耳赤泥中的残余Al量也越来越高，拜耳赤泥的剩余利用价值也更高。

传统的粘结剂用于虽然解决了环保的问题，但是运用在砂型当中效果不是很好，于是人们研发了一种改性磷酸盐粘结剂用于铸造当中，具有较好的效果。但是这种改性磷酸盐粘结剂中的主要成分氢氧化铝，现目前的市场价格持续升高，直接导致了改性磷酸盐粘结剂生产成本升高的问题。

现目前，磷石膏和赤泥主要用做建筑水泥或者直接铺路等方面，其不仅消耗量少，不能解决磷石膏和赤泥堆存造成的环境污染问题，而且附加值低，其中的有价成分得不到充分利用。而将磷石膏和赤泥进行综合利用，用于制酸并联产改性磷酸盐粘结剂的工艺，未见报道。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种磷石膏和赤泥制酸联产改性磷酸盐粘结剂的方法。本发明具有磷石膏和赤泥综合利用率高，有价成分回收率高，处理成本低，且生产的氢氧化铝是制备改性磷酸盐粘结剂的良好原料，同时本发明制备的改性磷酸盐粘结剂具有生产成本低的优点。

本发明的技术方案

一种磷石膏和赤泥制酸联产改性磷酸盐粘结剂的方法，包括如下步骤：

（1）将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；

（2）将步骤（1）中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；

（3）向步骤（1）中固液分离得到的液体中加入CO₂至沉淀不再产生，然后将沉淀在95-110℃下烘干，至水分低于0.5%后，得到粗氢氧化铝，向粗氢氧化铝中加入0.1%-1wt%的脱色剂和分散剂进行研磨，其中脱色剂和分散剂的重量比为1:0.1-2，得氢氧化铝；