[发明专利]一种固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂及其固化方法与应用

说明书

本发明涉及废弃石膏处理技术领域，具体涉及一种固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂及其固化方法与应用。所述处理剂包括：50‑70重量份铝质组分、30‑50重量份促进剂，其中，所述铝质组分为遇水后溶解出Al³⁺的组分，所述促进剂为能够促进石膏中可溶性磷转化为PO₄^3‑的物质。经过发明处理剂的处理后，磷石膏和氟石膏中的可溶性磷、氟在5‑15min范围内，固化率可达98％以上，固化速率和效率显著提高。而且与水洗去除磷石膏和氟石膏中的可溶性磷和氟的方法相比，本发明的处理剂处理后的滤液中可溶性磷和氟含量显著降低，因此，可对滤液进行循环利用，减少废水的产生，减少二次污染，提高水的利用率。

技术领域

本发明涉及废弃石膏处理技术领域，具体涉及一种固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂及其固化方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

磷石膏是湿法制磷酸产生的一种工业固体废弃物，其主要矿物成分为二水石膏，并含有一定量的可溶性磷和氟。氟石膏是一种用硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，其主要矿物成分为无水石膏，并含有一定量的可溶性氟。由于这两种工业废石膏的主要成分为二水石膏或硬石膏，其经常用作硅酸盐水泥的缓凝剂、硫铝酸盐水泥的水化组分以及制备石膏胶凝材料，但是，这两种工业废石膏含有的可溶性磷和氟使水泥和石膏胶凝材料的凝结时间显著延长，且导致水泥和石膏胶凝材料的早期力学性能显著降低。

为了克服上述问题，传统方法采用水洗去除磷石膏和氟石膏中的可溶性磷和氟，但会产生大量的含磷和氟的废水。另外是采用Ca(OH)₂等中和、固化磷石膏和氟石膏中的可溶性磷，但这种方法固化速率慢，且效率低。

发明内容

针对上述的不足，本发明的目的是解决现有方法去除磷石膏和氟石膏中可溶性磷和氟杂质易导致二次污染、去除或固化速率慢、且难以完全去除或固化的问题。为此，本发明提供一种固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂及其固化方法与应用，以对磷、氟石膏中的磷和氟进行快速、高效固化。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

在本发明的第一方面，提供一种固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂，以重量份计，其原料组成包括如下组分：50-70份铝质组分、30-50份促进剂；其中，所述铝质组分为遇水后溶解出Al³⁺的物质；所述促进剂为能够促进石膏中可溶性磷转化为PO₄³-的物质。

优选地，所述固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂包括60-70重量份铝质组分和30-40重量份促进剂。在上述组分范围内，具有快速协同固化石膏中的磷、氟杂质的优势。

优选地，所述铝质组分包括铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫铝酸钙、铝酸钙、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥水化产物、硫铝酸钙和铝酸钙水化产物、氢氧化铝、水溶性铝盐等中的至少一种。

可选地，所述水溶性铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、醋酸铝等中的任意一种。上述几类铝质组分在遇水后可快速溶解出Al³⁺，不仅为可溶性磷和氟的固化提供Al³⁺，还有助于提高固化效率。

进一步地，所述促进剂包括熟石灰、石灰石粉、电石渣等中的至少一种。在本发明中，促进剂的主要作用为提供碱性环境，促进H₃PO₄、H₂PO⁴-、HPO₄²-快速高效地转化为PO₄³-，同时又不引入可溶性杂质。

在本发明的第二方面，提供所述固化石膏中可溶性磷和氟的处理剂在工业废石膏处理中的应用。