CN101990520A - 对石膏进行纯化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对烟道气脱硫(FGD)石膏进行纯化的方法。所述方法的特征在于包括下述步骤：(a)提供含有所述FGD石膏的水性浆液；(b)将所述水性浆液通过磁分离器；以及(c)在酸洗步骤中，使将要纯化的FGD石膏与含有酸pH低于5的溶液接触。本发明还涉及通过本发明的方法得到的纯化后的FGD石膏，以及将纯化后的FGD石膏作为纸或板的涂层或填充颜料的用途。

Description

对石膏进行纯化的方法
技术领域
本发明涉及从烟道气中除去二氧化硫时得到的废料的利用。当使用钙净化组分(calcium scrubbing components)捕获二氧化硫时，形成硫酸钙。本发明公开了对烟道气脱硫(FGD)石膏进行纯化的方法，从而使其可以进行利用。
背景技术
用钙净化组分例如石灰石或石灰捕获二氧化硫时，在从烟道气中除去二氧化硫期间，形成烟道气脱硫(FGD)石膏。烟道气在例如燃烧含碳材料的发电厂中产生。这类含有二氧化硫的烟道气还含有其他杂质，例如飞灰、碳和油类。虽然通常使用若干种技术对烟道气进行纯化，但一些有机杂质和无机杂质会通过烟道气脱硫单元，并随后进入从烟道气脱硫单元排出的废料中。因此，所得到的FGD石膏会含有高含量的杂质。
在欧洲，每年产生约800万吨FGD石膏；在美国，每年产生约2600万吨FGD石膏。这些FGD石膏的大部分被用于建筑工业。然而，仍然有相当一部分FGD石膏被储藏在厂区、被倒入填埋场或是作为浆液被泵入海中。
通常，副产品石膏含有不同含量的杂质，所述杂质来源于加工过程中使用的原材料。这些杂质使得石膏的利用变得复杂，并且限制了其例如向环境中的排放。当局的法令已经规定了在例如倒入海中以前，石膏中可含有的杂质量的限度。因此，已经开发了不同的纯化方法，尤其是为了从石膏中除去金属化合物。
在石膏的纯化中使用磁分离记载于FI 101787 B1，其公开了对通过强磁分离，对含有重金属杂质和镧系元素杂质的石膏进行纯化的方法。该方法用于对在另一个方法中作为副产品产生的石膏(例如磷石膏或FGD石膏)进行纯化。
US 6197200公开了对烟道气脱硫的水性废浆液进行纯化的方法。所述方法包括下述步骤：将水性废浆液供至筛分工段(screening station)以除去砂砾(grifts)；使无砂砾的水性废浆液通过磁分离器以除去飞灰组分；以及将水性浆液(aqueous slurry)转移至浮选单元以从中除去碳和油类。将纯化后的钙-硫盐的水性浆液用于例如生产α-半水合石膏。
用磁分离设备从浆液中除去磁性颗粒是公知的。一种方法例如是公开于US 3676337中的高梯度磁分离(HGMS)，其中基于由磁化基质产生的高磁场梯度，颗粒被吸引到磁化过滤元件并被截获在其中，所述磁化过滤元件含有例如钢棉(steel wool)的基质。在某个点，达到基质的容量，必须关掉磁场并用流动的液体将颗粒冲洗出来。US 3902994记载了Kolm HGMS的变型，其公开了位于圆盘传送带(carousel)上的多个含有基质的元件，从而当使用另一个元件时，可以对一个或多个元件进行清洗。
强磁分离的使用还由Iannicelli，J.在“New developments in magnetic separation”，Magnetics，IEEE Transactions，Vol.12，(Sep 1976)，pp.436-443中公开，该文章中综述了所有主要的高岭土生产者在商业上使用的高提取率的磁过滤器的发展。尤其是公开了从高岭土中分离出铁杂质和钛杂质。
WO 2003/064052公开了连续式磁分离器(continuous magnetic separator)，还公开了将包含磁性颗粒的浆液分离为澄清流(clarified stream)和稠化流(thickened stream)的方法。具体而言，连续式磁分离器不同于批式分离器(batch separator)，在批式分离器中，一种组分(通常为磁性固体)被保留在分离器中并周期性地去除。连续式分离器也不同于按顺序排列以模拟稳定流的序列批式反应器或圆盘传送批式反应器(a sequence or carrousel of batch reactors)。
如上所述，就进行利用或是置于环境中而言，未纯化的FGD石膏含有无法接受的高含量杂质。上述纯化方法的问题在于只能部分除去杂质，因此所得到的石膏在例如用作纸或板的涂层或填充颜料(filler pigment)方面并非最佳。适用于纸涂层和其他用途的颜料具有亮度低的问题。在许多用途上，希望亮度高于目前的状况。举例来说，现代的印刷产品要求亮度尽可能高。
US 6270564记载了用过乙酸(PAA)将颜料漂白的方法。用PAA还能使不含任何可氧化的有机组分的颜料提高亮度。在该漂白方法中，将过乙酸按剂量加入颜料的水性浆液，同时对浆液进行搅拌。所述浆液的干物质含量为约30-80wt％。过乙酸的加入降低了将要进行漂白的浆液的pH值，但据说通常并非必须对浆液的酸性进行控制。在US 6270564公开的实施例中，当pH值范围在2-12时，取得了良好的漂白结果。US6270564并没有教导该方法中过乙酸的作用机理，也没有教导在该方法进行期间，有哪些影响亮度的组分实际上被除去或发生反应。该申请只公开了所得到的结果。
现有技术的方法都不能将FGD石膏充分地纯化。因此，在本领域中明确地需要能够提高FGD石膏的亮度和白度并降低黄度的纯化方法。
发明内容
因此，本发明的目的是提供将烟道气脱硫(FGD)石膏纯化的方法，从而减少上述缺点。通过权利要求1所述的方法，实现了本发明的目的。在后续的独立权利要求中公开了本发明的其他目的。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。
本发明以下述认识为基础：FGD石膏是用于取代天然石膏的廉价来源；经过有效的纯化，FGD石膏可用于与天然石膏类似的应用中。令人惊讶的是，本发明者发现通过包括磁分离步骤和酸洗步骤的纯化方法，FGD石膏的亮度和白度可显著提高，而黄度可显著降低。
本发明提供了将烟道气脱硫(FGD)石膏进行纯化的方法，其中，提供含有所述FGD石膏的水性浆液，然后使所述水性浆液通过磁分离器。在纯化期间，在酸洗步骤中，FGD石膏还与含有酸且pH低于5的溶液接触。
本发明的方法使得能够在高质量产品的生产中使用FGD石膏这种低成本的原材料。本发明的方法还为天然石膏这种逐渐减少的天然资源提供了替代品。本发明的利用在环境上也是有益的，因为不然的话，在本发明中用作原材料的FGD石膏就只能够倒入自然界。
附图说明
在下文中，参考附图，将会通过优选实施方式更为详细地对本发明进行记载，其中：
图1显示了本发明实施方式的框图，其中在酸洗步骤前进行磁分离；
图2显示了本发明另一个实施方式的框图，其中在酸洗步骤后进行磁分离；以及
图3显示了本发明进一步实施方式的框图，其中所述方法包括另外的步骤。
具体实施方式
石膏是由二水合硫酸钙组成的矿物质，化学式为CaSO4·2H2O。硫酸钙具有若干种不同的结晶形式。将石膏加热至100-150℃，可以通过驱除出包含于其化学结构中约75％的水，将该矿物质部分脱水。部分脱水作用的反应为：
CaSO4·2H2O+热量→CaSO4·1/2H2O+11/2H2O(蒸汽)
部分脱水后的矿物质被称为半水合硫酸钙或烧石膏(calcined gypsum)(通常称为熟石膏)CaSO4·nH2O，其中n的范围为0.5-0.8。具体而言，被称为煅烧作用的脱水作用在约80℃开始，而在干燥的空气中，某些脱水作用在50℃时就已经发生。可以改变脱水作用的条件来调节半水合物的孔隙度，从而产生化学上大致相同的所谓的α半水合物和β半水合物。
在加热至180℃时，产生接近无水的形式，被称作γ-硬石膏(γ-anhidrite)(CaSO4·nH2O，其中n＝0-0.5)。γ-硬石膏与水缓慢地发生反应，变回二水合物状态。在加热至250℃时，形成完全无水的形式，被称作β-硬石膏或“天然”硬石膏。
在本发明中，“石膏”是指硫酸钙的二水合物形式。
本发明涉及将烟道气脱硫(FGD)石膏进行纯化的方法，所述方法的特征在于包括下述步骤：
(a)提供含有所述FGD石膏的水性浆液；
(b)使所述水性浆液通过磁分离器；以及
(c)在酸洗步骤中，使将要纯化的FGD石膏与含有酸且pH低于5的溶液接触。
将未纯化的FGD石膏进料至磁分离器作为水性浆液，其中，固体量可以变化。基于所述浆液的总质量，所述水性浆液的固体含量通常高于1wt％，优选高于10wt％，更优选高于20wt％。为使所述浆液流动，向分离器中进料的浆液的固体含量应足够低，通常低于90wt％，优选低于80wt％，更优选低于70wt％。在本发明的一个实施方式中，在步骤(a)中形成的、含有FGD石膏的水性浆液基于浆液的总质量，具有20wt％至80wt％的固体含量。为使磁分离更为理想，固体含量应尽可能低；但对于生产能力而言，优选使用更高的浓度。如果增加水的用量，用于酸洗步骤的酸量也会变高。
颗粒的尺寸范围名义上可从毫米低至亚微米。最优选的尺寸范围为1微米直至几百微米，例如1μm-500μm。颗粒尺寸的上限由稳定的可流动浆液的需要决定。
如果所述浆液含有颗粒尺寸过大的颗粒，所述方法可包括筛分水性浆液的步骤。优选在磁分离前进行筛分，但在本发明的实施方式中，筛分在磁分离器中进行，其中，磁性的筛或基质充当筛分单元。大的颗粒阻碍了磁分离，或是磁分离不如颗粒尺寸较小时有效。如果浆液含有大的颗粒，那么磁分离器的基质也应当具有大的筛目尺寸(mesh size)，这使得分离效率降低。另一方面，如果使用小筛目尺寸的基质，会更容易发生阻塞。因此，从分离效率的观点而言，更优选在磁分离前进行筛分。
在本发明的实施方式中，用于步骤(b)的磁分离器为高梯度磁分离(HGMS)单元。在该单元中，水性浆液流过分离器，杂质附着在基质上，其中，磁通量对于磁性颗粒发生作用。所述磁分离器在0.1-5T、优选高于0.5T、更优选1.0-2.5T的磁通密度下运行。还可使用其他种类的磁分离单元，例如超导磁体。
附着于基质上的杂质可通过撤去磁通量而去除。这可通过从所述单元中断电或者通过从磁场中移去所述基质实现。第一种情况通常为批式分离器，其中磁性固体保留在所述分离器中并被周期性地去除；第二种情况通常为按顺序排列以模拟稳定流的序列批式反应器或圆盘传送批式反应器。如WO 2003/064052所公开的那样，还可以使用连续式磁分离器，其中，包含磁性颗粒的浆液被分离为经纯化的流和含有磁性颗粒的流。
在磁分离期间被除去的、包含于水性浆液中的金属杂质除铁化合物和钛化合物外，还可包括重金属和镧系元素。可除去的金属杂质含有例如Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Co、As、Fe、Al、Mg、Ti和Y等金属以及例如La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等镧系元素。
本发明的纯化方法还包括：在酸洗步骤中，使将要纯化的FGD石膏与含有酸且pH低于5的溶液接触的步骤。在该步骤中，可除去FGD石膏中含有的有机杂质。所使用的酸可为例如盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、硼酸和氢氟酸等无机酸；或是例如乙酸、过乙酸、甲酸、柠檬酸和草酸等水溶性有机酸；优选的酸为硫酸。所述酸的用量应足以使得含酸溶液的pH降低至低于5，优选低于4，更优选低于3。在一个实施方式中，所述溶液的pH被调节至1.5-3.0的水平。
酸洗步骤期间的温度通常为室温，即约18-25℃。然而，酸洗步骤也可在更冷的温度(例如10℃)中进行，能够得到良好的结果。为促进纯化，可将温度升高至高于40℃，优选40℃至60℃的温度。
在一个实施方式中，酸洗步骤(c)在混合容器中完成。FGD石膏在所述混合容器中的停留时间通常长于1分钟，优选长于10分钟，更优选长于30分钟。根据杂质的量和想要纯化的水平，所述停留时间可为例如0.5小时至2.0小时。在本发明的另一个实施方式中，酸洗步骤在管线中进行，其中，管线的长度以及流速决定了“停留时间”。混合作用还可以以本领域技术人员已知的任何其他方式进行，例如使用转子-定子混合器(rotor stator mixer)。通过使用例如转子-定子混合器这类高效的混合器，在所述混合阶段中，FGD石膏的停留时间可显著缩短。停留时间甚至可能短于1分钟。
在本发明的实施方式中，如图1所示，将FGD石膏和水进料至混合器以提供含有所述FGD石膏的水性浆液，然后使水性浆液通过磁分离器，除去包含于所述水性浆液中的磁性组分(作为磁性排出物)。为提高磁分离器的效果，可将已经通过磁分离器的水性浆液的至少一部分进行循环，使之回到磁分离器的原料流(feed stream)。在另一个实施方式中，可再串联入两个磁分离器。在除去磁性组分后，将水性浆液转至容器中进行酸洗步骤，还在所述容器中将酸进行进料。可以将酸直接向容器中进料，或者将酸在磁分离器和酸洗容器之间的连接管线中进料。将浆液于酸性条件下在容器中保持一段时间，然后例如通过过滤，将纯化后的FGD石膏从浆液中分离。将分离后的石膏用水冲洗，最终将冲洗后的产品作为纯化后的FGD石膏回收。如果石膏的进一步加工需要将所述石膏中和，冲洗水还可含有碱以控制产品的pH。所用的碱可为用于化学工业中任何适合的碱，例如氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾或氨，优选氢氧化钙。通常在使用碱时，以足以使产品的pH增加到至少为5、优选为6-8的量将碱加入到冲洗水中。
可通过若干种不同的技术将石膏从水中分离。如上所述，可将过滤用于水分离。典型的过滤器包括真空带式过滤器(vacuum belt filter)尤其是水平真空带式过滤器，例如橡胶带式过滤器(rubber belt filter，RBF)和往复托盘型带式过滤器(reciprocating tray-type belt filter，RTBF)。转鼓式真空过滤器(rotary drum vacuum filter)也是用于石膏脱水的选择之一。
通过使用过滤和沉降离心技术，都易于对FGD石膏浆液悬浮液进行脱水。进行离心作用的进料物质含有少量非常细小的飞灰。没有配备沉降式离心机来除去这一小部分的杂质。在FGD过滤型离心机中可以除去细小的飞灰颗粒。FGD离心机为配备有沟槽装置(gutter arrangement)的垂直篮筐式离心机。
还可利用其他过滤作用如蒸汽加压过滤(steam pressure filtration)。蒸汽加压过滤以压差过滤(differential pressure filtration)为基础，但其用蒸汽代替压缩空气。蒸汽穿过滤饼并将潮湿的产品加热至凝结温度，产生均匀的驱替前缘(displacement front)。滤饼还由于储存在热饼中的热量得以干燥。
为使产生的废水量最小化，在所有的工厂中都应使水循环最大化。因此，在本发明的方法的优选实施方式中，来自浆液和冲洗水的废水可至少进行部分循环，回到将水和未纯化的FGD石膏混合的第一阶段。在实施方式中，这一循环作用通过下述过程完成：在将纯化后的FGD石膏从中分离后，把来自浆液和冲洗水的水收集进入澄清器(clarifier)；然后使来自澄清器的溢流水进行循环，回到将水和未纯化的FGD石膏混合的第一阶段，而将含有已沉淀杂质的沉降物排出(图3)。
所述方法的纯化步骤可为任意次序。通常，磁分离在酸洗步骤之前(图1)，但酸洗步骤在磁分离之前也是可能的(图2)。在后一种情况下，可将酸与FGD石膏和水一起加入至混合器以形成酸性FGD石膏浆液。在这种情况下，混合容器和酸洗容器相同。如图2所示，还可以使未纯化的FGD石膏与水的混合在单独的容器中完成，而使酸洗步骤在另一容器例如连续搅拌釜式反应器(CSTR)中完成。因为酸性浆液会引起磁分离单元的腐蚀侵蚀，所以在酸洗步骤前进行磁分离是有益的。
图3显示了发明方法的更为复杂的框图。这一方法包括数个另外的步骤。在该方法中，将FGD石膏和水进料至混合器，以提供含有所述FGD石膏的水性浆液。然后，将水性浆液通过磁分离器，所述水性浆液中含有的磁性组分作为磁性排出物而得以除去，然后将浆液转入过滤单元，在过滤单元中将杂质和滤液溶液进行分离。在除去磁性组分后，将水性浆液转入容器(例如CSTR)中进行酸洗步骤，还在所述容器中将酸进行进料。可以将酸直接向容器中进料，或者将酸在磁分离器和酸洗容器之间的连接管线中进料。将浆液于酸性条件下在容器中保持一段时间，然后将纯化后的FGD石膏进料至过滤装置，在过滤装置中将FGD石膏从浆液中分离。将过滤后的石膏用水或碱性溶液进行冲洗。最后，将冲洗后的产品作为纯化后的FGD石膏滤饼进行回收。将滤液收集进入澄清器，使得所述液体中含有的固体沉淀并沉降在澄清器的底部。使来自澄清器的溢流水进行循环，回到将水和未纯化的FGD石膏进行混合的第一阶段，并将含有已沉淀杂质的沉降物转至同一过滤装置，同时收集磁性排出物。从这一过滤单元中，已沉淀杂质作为滤饼得以除去，而滤液溶液至少部分地循环至混合器中。
本发明还涉及通过本发明方法得到的纯化后的FGD石膏。特别地，本发明涉及纯化后的FGD石膏作为纸或板的涂层或填充颜料的用途或作为建筑材料的用途。在这些应用中，产品的颜色至关重要。在纸的应用中尤其重要的特征为亮度、白度和黄度。石膏的建筑应用包括墙板、灰泥(plaster)、地面材料、加气砌块(aerated blocks)、路面基层(road base)和钻井。对于纯的高质量石膏而言，其他可能的用途包括：工业灰泥(例如瓷器和陶器)、装潢涂饰、粘合剂和薄浆(grouts)；高纯度应用，例如医疗/外科、牙齿、食物、啤酒、面包、药品和农用化学品；或其他各种各样的用途，例如动物饲料、颜料、塑料、橡胶、土壤调节和水处理。因此，纯石膏可用于例如面包改良剂、牙科石膏(dental plaster)、绊创膏(surgical plaster)或药学载体。
现在，将会借助一些非限制性的实施例对本发明进行说明。
实施例
实施例1
酸洗实验的实验装置
在烧杯中称入约70g石膏。向烧杯中加入蒸馏水至200cm3，通过加入硫酸将pH值调节至所希望的值。然后加入可能的添加剂。将得到的悬浮液加热至希望的温度，并在反应期间保持该温度。当达到所希望的温度时，检测到开始反应。在搅拌后，将样品过滤，并用微温的蒸馏水进行洗涤。将样品移至蒸发池中，并使其在室温下干燥。
用Sala HGMS 10-15-20装置完成磁分离。将未纯化的FGD石膏进料至磁分离器，作为干物质含量为25wt％的水性浆液。进料流含有7kg干石膏(即28kg湿石膏)。每个实验中的进料时间为150s，中间的冲洗时间为30s，排气时间为1s。用于磁分离器的基质具有适合于0.35mm颗粒的尺寸。磁通密度为1.5T。
使浆液穿过磁分离器进料。将磁性颗粒从进入磁分离器基质的浆液中除去。将从分离器中排出的浆液回收，然后将浆液过滤，从而将水与石膏分离。对所得石膏的性质进行测定。
根据本发明的用磁分离和酸洗将石膏进行纯化的试验中，由上述磁分离得到的部分纯化的石膏被用作酸洗的原料。
纯化试验结果如表1所示。用作起始材料的未纯化的FGD石膏具有90.4的亮度(根据R457+UV测定)、3.4的黄度(根据DIN6167测定)以及97.1的白度(根据L*D65测定)。比较试验M1(只进行湿式磁分离)显示出只进行磁分离改善了亮度、黄度和白度。比较试验A1-A5(只进行酸洗)也显示出只进行酸洗改善了亮度、黄度和白度。
相比于比较试验，同时使用磁分离和酸洗的本发明的方法所得到的结果显示出亮度、黄度和白度的明显改善。进一步而言，所述结果显示出通过使用若干连续的磁分离步骤尤其能够改善黄度。

Claims (22)

1.一种对烟道气脱硫(FGD)石膏进行纯化的方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：
(a)提供含有所述FGD石膏的水性浆液；
(b)使所述水性浆液通过磁分离器；以及
(c)在酸洗步骤中，使将要纯化的FGD石膏与含有酸且pH低于5的溶液接触。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用于步骤(b)中的所述磁分离器为高梯度磁分离(HGMS)单元或使用超导磁体的磁分离单元。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述磁分离器以大于0.1T、优选1.5-2.5T的磁通密度运行。
4.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(a)中形成的、含有所述FGD石膏的所述水性浆液基于所述浆液的总质量，具有5wt％-80wt％、优选20wt％-60wt％的固体含量。
5.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，所述含酸溶液的pH低于4，优选为1.5-3.0。
6.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：在所述步骤(c)期间的温度高于10℃，优选高于20℃，更优选为40℃-60℃。
7.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(c)在混合容器中完成。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述FGD石膏在所述混合容器中的停留时间长于1分钟，优选长于5分钟，更优选长于30分钟。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述FGD石膏在所述混合容器中的停留时间为0.5小时至2.0小时。
10.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：在所述步骤(b)期间被除去的、包含于所述水性浆液中的金属杂质包含至少一种金属，所述金属选自于由Fe、Sr、Mg、Al、Si、Cu、Zn、Pb、Cr、Co、La、Ce、Nd和Y组成的组。
11.如在先权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括对所述水性浆液进行筛分。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述筛分在所述磁分离器中完成，其中，所述磁性筛还充当筛分单元。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述FGD石膏和水进料至混合器，以提供含有所述FGD石膏的水性浆液；然后，将所述水性浆液通过磁分离器，除去包含于所述水性浆液中的磁性组分；在除去所述磁性组分后，将所述水性浆液转至容器中进行所述酸洗步骤，其中还将所述酸进行进料；将所述浆液在酸性条件下保持一段时间，然后将纯化后的FGD石膏从所述浆液中分离并用水冲洗；最后，将冲洗后的产品作为纯化后的FGD石膏进行回收。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冲洗水还含有碱，以控制所述产品的pH。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述的碱包含氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾或氨，优选氢氧化钙。
16.如权利要求13或15中的任一项所述的方法，其特征在于：将纯化后的FGD石膏从中分离后，使得来自浆液和冲洗水的废水收集入澄清器；使来自所述澄清器的溢流水进行循环，回到将水和未纯化的FGD石膏进行混合的第一阶段。
17.如权利要求13-16中的任一项所述的方法，其特征在于：将所述碱以足以使所述产品的pH增加到至少为5、优选为6-8的量加入到所述冲洗水中。
18.如权利要求13-17中的任一项所述的方法，其特征在于：所述酸洗步骤在所述磁分离之前。
19.如权利要求18中的任一项所述的方法，其特征在于：所述酸与FGD石膏和水一起加入到所述混合器中，从而形成酸性FGD石膏浆液。
20.通过权利要求1-19中的任一项所述的方法得到的纯化后的FGD石膏。
21.权利要求20所述的纯化后的FGD石膏作为纸或板的涂层或填充颜料的用途。
22.权利要求20所述的纯化后的FGD石膏作为建筑材料的用途。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105314905A (zh) * 2014-07-21 2016-02-10 上海境闲机械设备制造有限公司 脱硫石膏脱水工艺
CN105776304A (zh) * 2016-02-19 2016-07-20 江苏夫科技股份有限公司 一种脱硫石膏制备α型高强石膏的方法
CN106745159A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 江苏夫科技股份有限公司 一种羟基磷灰石渣制备α型高强石膏的方法
CN110918251A (zh) * 2019-10-31 2020-03-27 昆明理工大学 高梯度磁场脱除磷石膏中杂质的方法和装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102284463A (zh) * 2011-06-08 2011-12-21 湖北三宁化工股份有限公司 一种磷石膏湿排干堆处理方法及装置
CN102765741B (zh) * 2012-07-18 2014-04-02 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种白泥/电石渣-石膏法脱硫石膏浆液的分离除杂装置
RU2555488C2 (ru) * 2013-08-20 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Способ совместной переработки кальцийсодержащего и сульфатсодержащего отходов
FI125550B (en) 2013-11-22 2015-11-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Method for recovering rare earth metals from waste sulphates
CN109467115B (zh) * 2018-12-06 2021-02-23 安徽华塑股份有限公司 一种电石渣脱硫石膏浆液分离除杂工艺
CN109574060A (zh) * 2018-12-19 2019-04-05 天津渤化永利化工股份有限公司 一种脱硫石膏除杂脱色的方法
CN110304852B (zh) * 2019-08-14 2020-10-09 江苏一夫科技股份有限公司 一种脱硫石膏增白的方法及得到的石膏和用途

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676337A (en) * 1970-07-09 1972-07-11 Massachusetts Inst Technology Process for magnetic separation
US3902994A (en) * 1973-05-16 1975-09-02 Emanuel Maxwell High gradient type magnetic separator with continuously moving matrix
US4137293A (en) * 1977-12-16 1979-01-30 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Producing gypsum and magnetite from ferrous sulfate and separating
GB2205089B (en) * 1987-05-22 1991-03-13 Rhein Westfael Elect Werk Ag Process for production of calcium sulphate alpha-hemihydrate
FI101787B1 (fi) * 1995-11-29 1998-08-31 Kemira Chemicals Oy Kipsin puhdistusmenetelmä
FI103801B (fi) * 1998-02-24 1999-09-30 Kemira Oyj Menetelmä pigmenttien valkaisemiseksi
US6197200B1 (en) * 1999-05-11 2001-03-06 Eastroc Llc Method of purifying flue gas waste slurries for use in gypsum production

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105314905A (zh) * 2014-07-21 2016-02-10 上海境闲机械设备制造有限公司 脱硫石膏脱水工艺
CN105314905B (zh) * 2014-07-21 2020-05-12 上海国惠环保科技集团有限公司 脱硫石膏脱水工艺
CN105776304A (zh) * 2016-02-19 2016-07-20 江苏夫科技股份有限公司 一种脱硫石膏制备α型高强石膏的方法
CN106745159A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 江苏夫科技股份有限公司 一种羟基磷灰石渣制备α型高强石膏的方法
CN110918251A (zh) * 2019-10-31 2020-03-27 昆明理工大学 高梯度磁场脱除磷石膏中杂质的方法和装置

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