CN104230193A - 一种磷石膏固废资源利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷石膏固废资源利用的方法，它包括以下步骤：将渗水池中的冲洗水泵入反应釜中，在反应釜中加入生石灰进行搅拌；将反应釜中生成的混合浆体导入板框压滤机挤压，把挤压水排入清水池中，固体沉淀物送入化学试剂厂，通过与浓硫酸反应，制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂；把清水池中的清净水泵入冲洗灌中，加入磷石膏进行搅拌；将磷石膏浆体导入板框压滤机挤压，把挤压水排入渗水池中，得到的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。采用本方法既节省资源又可防止二次污染发生。

Description

一种磷石膏固废资源利用的方法

技术领域

本发明涉及固体废物资源利用，尤其涉及磷石膏危险废物资源利用的方法。

背景技术

磷石膏是硫酸萃取磷矿制磷酸(湿法磷酸)的副产物，磷酸主要用于磷肥工业，因此磷石膏废渣主要产生于磷化工(磷肥)行业。

磷石膏的主要成分为CaSO₄·2H₂O，pH值约为1.5～4.5，呈酸性，含水率很高，所含的游离水能达到20％-25％，其游离酸主要为硫酸、磷酸和氢氟酸。有研究表明，采用湿法输渣方式的企业，其磷石膏固废中的无机氟化物(不包括氟化钙)浓度大于100mg/L，超出《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的限值，属于危险废物，2006年，国家环保总局曾将两家磷肥企业的磷石膏渣定性为危险废物。

无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。到2011年底，中国已累计堆积了超过3亿吨磷石膏，并且每年以5000万吨产量增加；到2010年底，全世界工业磷石膏堆放总量已达56亿吨，每年会新增1.1亿～1.5亿吨，且新增数量在2025到2040年期间还会翻倍。全世界磷石膏的有效利用率仅为4.5％左右，而中国磷石膏的有效利用率不足10％，2013年国家发改委为磷石膏的综合利用提出了到2015年综合利用率达到30％的目标；在《工业副产石膏综合利用指导意见》中，工业和信息化部则提出了到2015年底，磷石膏综合利用率要提高到40％。

磷石膏堆场主要有山谷型和平地型两种方式，磷石膏堆场占用大量土地，对周边生态影响较大，同时磷石膏堆场是一个具有高势能的人造泥石流的来源，一旦失事，将给工农业生产和下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。

目前磷石膏的综合利用技术主要有建材制品技术、水泥联产硫酸及水泥缓凝剂技术等，这些技术由于磷石膏中含有游离的硫酸、磷酸和氢氟酸，它们会使熟石膏用于建筑物时对结构材料有腐蚀性，或对制石膏预制件的模型、设备产生腐蚀，同时还延长石膏的凝固时间，实际效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种低污染、低投资，实现磷石膏高效、充分利用的磷石膏固废资源利用的方法。

本发明的一种磷石膏固废资源利用的方法，它包括以下步骤：

(1)将渗水池中的冲洗水泵入反应釜中，在反应釜中加入一定量的生石灰进行搅拌；

(2)将反应釜中生成的混合浆体导入第一板框压滤机挤压，把挤压水排入清水池中，固体沉淀物送入化学试剂厂，通过与浓硫酸反应，制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂；

(3)把清水池中的清净水泵入冲洗灌中，加入一定量磷石膏进行搅拌；

(4)将磷石膏浆体导入第二板框压滤机挤压，把挤压水排入渗水池中，得到的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

(1)用冲洗水水作为反应试剂，得到的清净水又作为冲洗剂，反复循环使用，同时外加使用一定量的生石灰(CaO)，既节省资源又可防止二次污染发生；

(2)沉淀物中的CaF₂、Ca₃(PO₄)₂和CaSO₄同时用于生产化学试剂，实现了资源的最大化利用；

(3)冲洗后的硫酸钙固废用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂，实现了资源的充分利用；

(4)使用左右侧板框压滤机能实现对磷石膏固废的快速消减，加快治理速度。

附图说明

附图是本发明的一种磷石膏固废资源利用的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明：

如附图所示的本发明的一种磷石膏固废资源利用的方法，它包括以下步骤：(1)将渗水池6中的冲洗水泵入反应釜3中，在反应釜中加入一定量的生石灰(CaO)进行搅拌；由于冲洗水中含有大量的HF、H₃PO₄和H₂SO₄，会反应生成CaF₂、Ca₃(PO₄)₂和CaSO₄混合浆体，同时反应液pH值增大。生石灰加入反应釜中的量以完全中和游离酸，生成最大沉淀为宜。(2)将反应釜中生成的混合浆体导入第一板框压滤机4挤压，把挤压水排入清水池5中，固体沉淀物送入化学试剂厂，通过与浓硫酸反应，制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂；(3)把清水池中的清净水泵入冲洗灌8中，加入一定量磷石膏进行搅拌。磷石膏加入冲洗灌中的量以将游离酸冲洗干净为宜。(4)将磷石膏浆体导入第二板框压滤机7挤压，把挤压水排入渗水池6中，得到的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。

本发明方法中循环泵水，实现了磷石膏中氢氟酸、磷酸和硫酸三种资源的高效利用，也实现了硫酸钙固废的充分利用。

本发明方法中采用的装置包括药剂罐2，从药剂罐2中加入生石灰，通过管线将生石灰送入反应釜3,反应釜3中安装有搅拌机1。反应釜3与渗水池6通过渗水管线相连，渗水池6中的冲洗水送入反应釜3中与生石灰混合，用搅拌机1快速搅拌，此时会生成CaF₂、Ca₃(PO₄)₂和CaSO₄混合浆体。反应釜3中的混合浆体通过混合浆体管线进入第一板框压滤机4，第一板框压滤机4把水分挤入清水池5中，同时把得到的固体沉淀物用来制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂。冲洗罐8与清水池5通过管线相连，在冲洗罐8中泵入清水池5中的清净水，从储料罐9中加入磷石膏固废并通过管线送入冲洗罐8中，用冲洗罐搅拌机10快速搅拌，所得浆体通过第二板框压滤机7把水分挤入渗水池6中，同时把得到的硫酸钙固废用来生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。

实施例1

(1)将渗水池中的冲洗水以80m³/h流量泵入反应釜中，加入0.4t/h生石灰进行搅拌；

(2)将反应釜中生成的混合浆体导入第一板框压滤机挤压，把挤压水排入清水池中，固体沉淀物送入化学试剂厂，通过与浓硫酸反应，制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂；

(3)把清水池中的清净水以80m³/h流量泵入冲洗灌中，加入4t/h磷石膏进行搅拌；

(4)将磷石膏浆体导入第二板框压滤机挤压，把挤压水排入渗水池中，得到的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。

采用本方法的效果是：该方法应用在某大型磷化工企业，磷石膏中的HF、H₃PO₄和H₂SO₄得到了有效分离，剩余的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖和预制板，效果良好。

Claims (1)

1.一种磷石膏固废资源利用的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)将渗水池中的冲洗水泵入反应釜中，在反应釜中加入一定量的生石灰进行搅拌；

(2)将反应釜中生成的混合浆体导入第一板框压滤机挤压，把挤压水排入清水池中，固体沉淀物送入化学试剂厂，通过与浓硫酸反应，制取氢氟酸、磷酸和硫酸钙三种化学试剂；

(3)把清水池中的清净水泵入冲洗灌中，加入一定量磷石膏进行搅拌；

(4)将磷石膏浆体导入第二板框压滤机挤压，把挤压水排入渗水池中，得到的硫酸钙固废送入建材厂，用于生产板砖、预制板等建材或水泥缓凝剂。