[发明专利]一种利用晶相调控法资源化处理废石膏的方法

说明书

本发明属于固废处理技术领域，公开了一种利用晶相调控法资源化处理废石膏的方法。将废石膏与水搅拌混合得到浆料，然后加入酸，充分搅拌混合均匀，所得混合浆料在50～250℃温度下水热反应1～24h，静置冷却至室温，将得到的上清液与沉淀物过滤分离，得到含污染物的滤液和脱毒后的滤渣。本发明加入酸促进废石膏中二水硫酸钙向无水硫酸钙及半水硫酸钙的转化，利用加热与静置冷却的手段促进硫酸钙的晶体生长，并进一步利用重金属螯合剂使释放出来的重金属或稀土元素稳定在溶液当中，有利于废石膏中污染物的脱附分离。采用本方法污染物的去除率大于95％，实现了废石膏的资源化利用，具有良好的社会经济效益和生态环境效益。

技术领域

本发明属于固废处理技术领域，具体涉及一种利用晶相调控法资源化处理废石膏的方法。

背景技术

工业废石膏来源于烟气脱硫过程(脱硫石膏)、磷酸的生产过程(磷石膏)、利用生石灰处理含硫酸酸性废水的过程、建材废物等等，是来源广泛、产量巨大的工业固体废弃物。目前多数工业废石膏的处理方式是堆储处置，由于工业废石膏中常常含有砷、汞、铬、铅、铀、氟等多种污染物，任由其在自然条件下堆存会对环境造成巨大危害，因此需要发展可行有效的资源化处理废石膏的方法，消除环境危害的同时回收资源。

对于废石膏的资源化处理，多集中于利用其制备水泥、砖块或其它建筑材料。中国专利《一种利用工业固废制备的水泥增稠剂》(CN 108503264 A)中利用废石膏制备水泥增稠剂，但需要大量添加剂；中国专利《一种用废石膏模制备α高强石膏的方法》(CN108423701 A)及《一种自固化改性蒸压制取高强α-半水石膏的方法》(CN 105236780 A)将石膏通过蒸压转变为半水石膏，实现资源化。以上专利可将污染物含量低的废石膏资源化利用，但无法去除其中的重金属等污染物。中国专利《从废硫酸盐中回收稀土金属的方法》(CN 105765091 B)使用硫酸盐还原菌将废硫酸盐材料还原为金属硫化物沉淀，而后磁选分离；但该方法需要提供额外的碳源，需要一定的培养时间，且由于重金属的毒性，该方法不适用于重金属的分离。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种利用晶相调控法资源化处理废石膏的方法。该方法工艺简单、成本低、处理量大、提取彻底、无多余三废产生。采用该方法提取的高浓度、高纯度的重金属废液可以回用到相应工段中或者集中处理；采用该方法产生的二水硫酸钙纯度高，可回用到农田处理或者煅烧后用于制备水泥等建材，实现彻底的变废为宝。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种利用晶相调控法资源化处理废石膏的方法，包括如下步骤：

(1)将废石膏与水搅拌混合得到浆料，然后加入酸，充分搅拌混合均匀；

(2)将步骤(1)得到的混合浆料在50～250℃温度下水热反应1～24h，然后静置冷却至室温；

(3)将步骤(2)得到的上清液与沉淀物过滤分离，得到含污染物的滤液和脱毒后的滤渣。

进一步地，步骤(1)中所述的废石膏是指含有重金属、稀土元素、氟、磷中至少一种污染物的废石膏。

进一步地，步骤(1)中所述的废石膏先经烘干后研磨或者球磨破碎的方式预处理。

进一步地，步骤(1)中废石膏与水混合的比例为1:(0.5～10)kg/L。

进一步地，步骤(1)中所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸等常见无机酸中的一种或两种以上的组合；酸用量为搅拌混合均匀后浆料pH＝1～6。

进一步地，步骤(1)中所述加入酸后，还加入重金属螯合剂；所述重金属螯合剂优选为EDTA(乙二胺四乙酸二钠)、NTA(氨三乙酸)、DTPA(二乙基三胺五乙酸)中的至少一种；重金属螯合剂的用量为废石膏中重金属离子摩尔当量的1～10倍。