一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法
2023-06-01 04:36:31
專利名稱：一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法
技術領域：
本發明涉及一種磷石膏處理的方法，尤其涉及一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法。
背景技術：
磷石膏為磷化工行業生產磷肥製取磷酸時大量排出的粉狀固體工業廢渣，每製取I噸磷酸需產生3飛噸磷石膏。至2007年，我國的磷肥產量已居世界第一。現我國磷肥年總產量大約為1500萬噸，年排放磷石膏高達6000萬噸以上。磷石膏的化學成分以二水硫酸鈣為主。其所含雜質主要是磷礦酸解時未分解的磷礦、氟化合物、酸不溶物、碳化了的有機物及未洗淨的磷酸等。磷石膏的化學成分以二水硫酸鈣為主。其所含雜質主要是磷礦酸解時未分解的磷礦、氟化合物、酸不溶物、碳化了的有機物及未洗淨的磷酸等。磷石膏的排放不僅大量的佔用土地，而且還由於磷石膏經雨水長期浸泡後，其中所含的可溶性五氧化二磷、可溶性無機氟化物等通過水體與風蝕為媒介向環境傳遞，從而引起土壤、水系、大氣的綜合環境汙染。2006年國家環保總局在對雲南三環化工有限公司120萬磷銨工程和雲南富瑞化工有限公司30萬磷酸及60萬磷銨裝置國產化示範工程進行環保風險排查，在風險排查報告中將磷石膏定性為危險排放物。磷石膏的應用是一個世界性的難題。全世界磷石膏利用率不到10%，國外未被利用的磷石膏或直接排入海洋、或回填到舊的礦坑或建設渣場堆存。據中國磷肥協會統計，我國的磷石膏總利用率小於10%。為了消除和減少磷石膏中所含各種雜質對其使用性能的有害影響，磷石膏需做預處理。目前預處理的主要方法有:淨化水洗、閃燒、石灰中和改性等方法，但由於存在著二次汙染與預處理成本較高的諸多問題，從而嚴重影響到系統的將磷石膏進行無害化處理後的排放與大規模轉化為再生石膏資源而得以充分利用的進程。而要將生產過程中排出的磷石膏按現有的技術與設備進行完全的無害化處理與再生利用，將要大幅度的提高生產企業的生產成本和一次性投資。目前在國內還沒有一家磷銨生產企業做到完全的無害化處理排放。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法。可以極少的投資、簡單的工藝、低廉的處理成本完成磷石膏無害化處理排放。在完成無害化處理的同時，排放後的磷石膏在不斷水化反應的作用下使得無害化處理排放的磷石膏轉化為改性的磷石膏，消除了原狀磷石膏中所含雜質對磷石膏作為石膏資源使用所帶來的一系列問題。有效的將排放磷石膏變為了再生的石膏資源。為解決上述技術問題，本發明一種磷石膏處理方法，包括如下步驟:將磷石膏改性劑與磷石膏放入特種均化攪拌器中攪拌；
所述磷石膏改性劑為比表面積大於或等於300m2/kg的超細水泥熟料微粉；所述特種均化攪拌器包括一個設有進料口和出料口的筒體，一個設在筒體內可振動的套筒，設在此套筒內的混料機構，與此混料機構相連接的驅動機構。使磷石膏中的二水硫酸鈣與改性劑中的矽酸鹽礦物發生水化反應，大幅度的降低磷石膏中無機氟化物、水溶性磷以及水溶性氟的含量，同時將原呈酸性的磷石膏調整為中性或偏鹼性的磷石膏，使之排放完全達到GB5085.3-2007《危險廢物鑑別標準浸出毒物鑑別》國家標準的各項規定與要求。依靠專用特種均化攪拌器對磷石膏與各種改性劑進行充分的強制均化攪拌，所述特種均化攪拌器中可振動的套筒將磷石膏當中所含2(Γ30%的附著水與結晶水分離出來，使磷石膏當中所含的附著水參與改性劑和磷石膏的水化反應。這樣既解決了水化改性所需的用水，完全避免了水化反應時產出的離析而造成的二次汙染，同時也徹底解決了由於磷石膏附著水份而帶來的使用問題。隨著水化反應的不斷進行，使磷石膏中可溶性的磷與可溶性的無機氟化物轉化為不溶的Ca3 (PO4) 2和難溶的CaF2、Na2SiF60壓制體逐漸硬化，具有一定的抗折、抗壓強度(28天抗壓強度可達IOMpa左右)。進一步地,所述磷石膏改性劑與磷石膏的質量比為1: 9 2: 8。進一步地，所述磷石膏改性劑還包括比表面積大於或等於300m2/kg的碳酸鈣微粉；所述超細水泥熟料微粉與碳酸鈣微粉的質量比為3: 7。碳酸鈣微粉用於調節體系的pH值。進一步地，所述磷石膏改性劑還包括濃度為50%的明礬溶液；所述明礬溶液質量佔明礬溶液、超細水泥熟料微粉和碳酸鈣微粉混合物的39Γ5%。本發明的有益效果:I)處理後的磷石膏呈中、鹼性，實現無害化處理，完全達到國家標準；2)將磷石膏轉化為再生石膏，各項性能優異，為良好的工程材料；徹底解決了磷石膏在建材工業使用中遇到的諸多情況和問題，為磷石膏大規模的綜合利用、減少環境汙染、保護環境開創了一條全新的道路。3)本方法工藝簡單，投資少，處理成本低廉。
圖1.本發明工藝路線圖。
具體實施例方式圖1為本發明的工藝路線圖，其中，1#改性劑為比表面積大於或等於300m2/kg的超細水泥熟料微粉;2#改性劑為比表面積大於或等於300m2/kg的碳酸鈣微粉;3#改性劑為濃度為50%的明礬溶液。實施例1配置磷石膏改性劑，包括比表面積為500m2/kg的超細水泥熟料微粉、比表面積為500m2/kg的碳酸鈣微粉和50%濃度 的明礬溶液；所述明礬溶液質量佔磷石膏改性劑的3% ；所述超細水泥熟料微粉、碳酸鈣微粉的質量比為3: 7。在磷石膏排出口建設安裝特種均化攪拌器。所述特種均化攪拌器包括一個設有進料口和出料口的筒體，一個設在筒體內可振動的套筒，設在此套筒內的混料機構，與此混料機構相連接的驅動機構，與此驅動機構相連接的電控裝置。
將磷石膏改性劑與剛排出的原裝磷石膏以1: 9的質量比配料，送入特種均化攪拌器均化攪拌，經壓製成型後送至磷石膏渣場堆放。將原狀磷石膏和改性後磷石膏送至北京建築材料檢驗中心有限公司依照GB5085.3-2007《危險廢物鑑別標準浸出毒物鑑別》進行檢驗。檢驗數據如表I所示。表I
權利要求
1.一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法，其特徵在於，包括如下步驟: 將磷石膏改性劑與磷石膏放入特種均化攪拌器中攪拌； 所述磷石膏改性劑為比表面積大於或等於300m2/kg的超細水泥熟料微粉； 所述特種均化攪拌器包括一個設有進料口和出料口的筒體，一個設在筒體內可振動的套筒，設在此套筒內的混料機構，與此混料機構相連接的驅動機構。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述磷石膏改性劑與磷石膏的質量比為1: 9 2: 8。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述磷石膏改性劑還包括比表面積大於或等於300m2/kg的碳酸鈣微粉；所述超細水泥熟料微粉與碳酸鈣微粉的質量比為3: 7 1。
4.根據權利要求1或3所述的方法，其特徵在於，所述磷石膏改性劑還包括濃度為50%的明礬溶液；所述明礬溶液質量佔磷石膏改性劑的39Γ5%。
全文摘要
本發明公開了一種磷石膏無害化處理與轉變為再生石膏資源的方法，屬於磷化工行業固體廢物處理與無機非金屬材料行業。該方法包括如下步驟配製磷石膏改性劑；所述磷石膏改性劑為磷石膏改性劑為比表面積大於或等於300m2/kg的超細水泥熟料微粉；將磷石膏改性劑與剛排出的磷石膏以質量比為1∶9~2∶8混合，經特種均化攪拌器均化攪拌；所述特種均化攪拌器包括一個設有進料口和出料口的筒體，一個設在筒體內可振動的套筒，設在此套筒內的混料機構，與此混料機構相連接的驅動機構。
文檔編號C04B11/26GK103073207SQ20121017155
公開日2013年5月1日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者尚紅彥, 楊林, 張高原 申請人:中科創投(北京)科技有限公司