CN105000585A - 磷石膏中和净化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷石膏中和净化处理工艺，涉及工业副产石膏的净化处理领域，包含有给料皮带机、加料皮带机、成浆搅拌罐、有机物杂质分离器、真空带式过滤机、出料皮带机、堆料机和中和沉淀池。本发明通过成浆搅拌罐、有机物杂质分离器、真空带式过滤机、中和沉淀池四个主要装置，实现了将磷石膏内的有机物杂质收集，可以按照比例掺加到煤炭中作为燃料应用，最终净化后的磷石膏用于石膏建材生产或者水泥缓凝剂的生产，中和沉淀池内的沉淀物和反应后的中性水重新泵送至成浆搅拌罐和有机物杂质分离器循环利用，整个过程无污染物外排，将工业副产磷石膏的利用实现最大化，成本低，操作安全可靠，具有良好的经济效益和环境效益。

Description

磷石膏中和净化处理工艺

技术领域

本发明涉及工业副产石膏的净化处理领域，具体的说是一种磷石膏中和净化处理工艺。

背景技术

随着我国磷肥行业的高速发展，磷石膏的排放量迅猛增加，其年排放量已超过5000万吨以上，然而其利用率却不及5%，磷石膏的排放不仅占用了大量土地污染环境，而且给磷肥企业造成很大负担，磷石膏资源化成效已成为磷肥行业能否健康，持续发展的关键因素，未经过处理的磷石膏还有大量有害物质，主要含有含磷杂质、氟杂质、有机物，这些杂质的存在造成磷石膏及其制品的凝结硬化时间延长，水化晶体粗化、削弱二水石膏晶体结合等不利影响。因此，有效去除磷石膏中的杂质成份，是其大量有效无害化使用的前提。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种磷石膏中和净化处理系统，将磷石膏中的氟、磷、有机物杂质等进行净化处理，并能够实现全程无外排，具有生产成本低、清洁无污染、不产生任何废弃物、节能环保等特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种磷石膏中和净化处理工艺，通过如下步骤实现：

1）成浆净化：将PH值较低的磷石膏原料输送至成浆搅拌罐中进行搅拌混合后生成料浆，实现磷石膏中的可溶性杂质充分溶解，溶解后的料浆进行有机物杂质的净化分离，将有机物杂质收集，可按比例掺加在煤炭里作为燃料使用；

2）过滤脱水：上述处理后的混合料将输送至带式过滤机进行过滤，实现固液分离，将磷石膏中可溶性磷、氟杂质溶解在过滤水中去除，分离出的固体磷石膏输送至堆料场存放，进行生产利用；

3）过滤水处理：步骤2）中的过滤水进行中和沉淀，各种可溶性磷、氟杂质与石灰水发生中和反应，生成磷酸钙、氟化钙等难溶性的沉淀物，与中和后的中性水一起输送至成浆净化步骤循环使用。

上述磷石膏中和净化处理工艺用设备，包含有给料皮带机、加料皮带机、成浆搅拌罐、有机物杂质分离器、真空带式过滤机、出料皮带机、堆料机和中和沉淀池，所述给料皮带机设置于料斗的下方，所述给料皮带机、加料皮带机、成浆搅拌罐顺次连接，所述成浆搅拌罐通过导流管与有机物杂质分离器连接，所述有机物杂质分离器上部与有机物收集装置连接、底部与真空带式过滤机连接，所述真空带式过滤机固体出料口通过出料皮带机与堆料机连接，所述真空带式过滤机液体出料口与中和沉淀池连接，所述中和沉淀池通过循环水泵及导管分别与成浆搅拌罐、有机物杂质分离器连接。

所述有机物杂质分离器包含有分离锥罐、曝气装置和料浆清洗装置，所述分离锥罐顶部设置有进料口、底部设置有出料口和废料清理口，所述曝气装置固定设置于分离锥罐内部，所述分离锥罐的上部设置环形溢流槽、并设置有有机物排放口，所述有机物排放口与有机物收集装置连接，所述出料口与真空带式过滤机连接。

所述曝气装置由中间一个圆柱形、上下两侧各一个半球形面连通组成，所述两个半球形面上设置有多个微孔，所述曝气装置的上部连接高压气体接入管。

所述曝气装置的底部连接有曝气引射管。

所述料浆清洗装置设置为环形喷水管道，通过进水管道与外部清洗水源连接，所述圆形喷水管道上设置有多个喷水孔。

所述中和沉淀池上部固定设置有多个气浮分离装置。

本发明工艺通过成浆搅拌罐、有机物杂质分离器、真空带式过滤机、中和沉淀池四个主要装置，实现了将磷石膏内的有机物杂质收集，可以按照比例掺加到煤炭中作为燃料应用，最终净化后的磷石膏用于石膏建材生产或者水泥缓凝剂的生产，中和沉淀池内的沉淀物和反应后的中性水重新泵送至成浆搅拌罐和有机物杂质分离器循环利用，整个过程无污染物外排，不产生任何废弃物，清洁无污染，将工业副产磷石膏的利用实现最大化，成本低，操作安全可靠，节能环保，具有良好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为有机物杂质分离器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

该磷石膏中和净化处理工艺，通过如下步骤实现：

1）成浆净化：将PH值较低的磷石膏原料输送至成浆搅拌罐中进行搅拌混合后生成料浆，实现磷石膏中的可溶性杂质充分溶解，溶解后的料浆进行有机物杂质的净化分离，将有机物杂质收集，可按比例掺加在煤炭里作为燃料使用；

2）过滤脱水：上述处理后的混合料将输送至带式过滤机进行过滤，实现固液分离，将磷石膏中可溶性磷、氟杂质溶解在过滤水中去除，分离出的固体磷石膏输送至堆料场存放，进行生产利用；

3）过滤水处理：步骤2）中的过滤水进行中和沉淀，各种可溶性磷、氟杂质与石灰水发生中和反应，生成磷酸钙、氟化钙等难溶性的沉淀物，与中和后的中性水一起输送至成浆净化步骤循环使用。

如图1所示，该磷石膏中和净化处理工艺用设备，包含有给料皮带机2、加料皮带机3、成浆搅拌罐4、有机物杂质分离器6、真空带式过滤机8、出料皮带机9、堆料机10和中和沉淀池11，所述给料皮带机2设置于料斗1的下方，所述给料皮带机2、加料皮带机3、成浆搅拌罐4顺次连接，所述成浆搅拌罐4通过导流管5与有机物杂质分离器6连接，所述有机物杂质分离器6上部与有机物收集装置7连接、底部与真空带式过滤机8连接，所述真空带式过滤机8固体出料口通过出料皮带机9与堆料机10连接，所述真空带式过滤机8液体出料口与中和沉淀池11连接，所述中和沉淀池11通过循环水泵12及导管分别与成浆搅拌罐4、有机物杂质分离器6连接。

如图2所示，所述有机物杂质分离器6包含有分离锥罐61、曝气装置64和料浆清洗装置66，所述分离锥罐61顶部设置有进料口63、底部设置有出料口68和废料清理口69，所述曝气装置64固定设置于分离锥罐61内部，所述分离锥罐61的上部设置环形溢流槽62、并设置有有机物排放口610，所述有机物排放口610与有机物收集装置7连接，所述出料口68与真空带式过滤机8连接。

作为优选的方式，所述曝气装置64由中间一个圆柱形、上下两侧各一个半球形面连通组成，所述两个半球形面上设置有多个微孔，所述曝气装置64的上部连接高压气体接入管611，实现将压缩空气喷出，形成细密水泡。所述曝气装置4采用耐酸和耐腐蚀的316L不锈钢材料，并根据磷石膏料浆浓度进行曝气装置数量设置。

进一步的，所述曝气装置64的底部连接有曝气引射管65，实现了双重曝气的作用，使有机物与磷石膏的分离效果更加显著，彻底。所述曝气引射管65的布置方式与数量可根据磷石膏中有机物含量设计，采用耐酸和耐腐蚀的316L不锈钢材料制成，与曝气装置64焊接。

作为优选的方式，所述料浆清洗装置66设置为环形喷水管道，通过进水管道67与外部清洗水源连接，所述圆形喷水管道上设置有多个喷水孔661。

作为优选的方式，所述中和沉淀池11上部固定设置有多个气浮分离装置13。

工业副产磷石膏原料从料斗1下落至给料皮带机2，经过加料皮带机3融入成浆搅拌罐4内，搅拌混合后生成料浆，在此实现磷石膏中的可溶性杂质的充分溶解。

生成的磷石膏料浆通过导流管5进入有机物杂质分离器6，通过气浮重力沉降法将磷石膏料浆中的有机物杂质净化分离，有机物杂质进入有机物收集装置7内收集，可用于按比例掺加在煤炭里作为燃料使用。所述有机物杂质分离器6具体结构如图2所示，具体除杂过程如下：

磷石膏料浆通过导流管5连接进料口63从而进入分离锥罐61内，压缩空气通过上部高压气体介入管611接入曝气装置64，后进入引射管65，在曝气引射管65的作用下，其上部的微孔实现曝气，有机物附着于气泡表面，在浮力作用下充分带到料浆混合液体表面，而不至于将大量微细磷石膏溢流到锥形桶体的上部。一定压力（3-5bar）的水柱从该料浆清洗装置66中喷出，即可形成旋向清洗水流，与上部分撒下落的磷石膏物料相遇，进行逆向清洗搅拌，由于磷石膏中的絮凝剂、有机物经过曝气比重小于水，因此在曝气装置64作用下，最终可实现磷石膏中絮凝剂、有机物分离上浮。曝气装置64的运行，可以将大量有机物携带到分离锥罐61上部，当水位高于分离锥罐61上部边沿的时候，携带的有机物可以快速溢流到环形溢流槽62内，最终有机物进入有机物收集装置7收集。清洗后的磷石膏料浆从出料口68处排出进入真空带式过滤机8，残渣由废料清理口69排出。

混合料浆进入真空带式过滤机8，在其作用下实现固液分离，将磷石膏中可溶性磷、氟杂质溶解在过滤水中，分离出来的磷石膏固体通过固体出料口送到出料皮带机9上，输送至堆料机10处，净化之后的磷石膏可用于石膏建材的生产或者用于水泥缓凝剂的生产，解决了原料磷石膏由于PH值太低、杂质多不能直接用于石膏板生产要求等问题。过滤水从真空带式过滤机8的液体出口进入中和沉淀池11，通过石灰添加装置14向池内添加石灰，与过滤水中的溶解的磷、氟等杂质进行中和反应，生成磷酸钙、氟化钙等难溶性的沉淀物而彻底将磷石膏中的磷、氟等杂质去除掉。具体反应方程式如下：

在中和沉淀池11内的反应沉淀物和反应后的中性水，通过循环水泵12泵送至成浆搅拌罐4和有机物杂质分离器6内循环使用，当有机物杂质分离器6内部水分不断减少时，打开阀门将管路内的水进行补充，保证有机物杂质分离器6内部水分足够用，确保装置正常运行，实现整个过程中无污染物外排，避免造成环境的污染。具体净化处理前后的参数如下表：

综上所述，本发明在全程零排放、无污染的情况下，实现了将大量的工业副产磷石膏净化处理，并用于石膏建材生产方面，收集的有机物杂质能够用于燃料掺加利用，变废为宝，在低成本的情况下实现了高效益，适合大规模的生产应用。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磷石膏中和净化处理工艺，其特征在于，通过如下步骤实现：

1）成浆净化：将PH值较低的磷石膏原料输送至成浆搅拌罐中进行搅拌混合后生成料浆，实现磷石膏中的可溶性杂质充分溶解，溶解后的料浆进行有机物杂质的净化分离，将有机物杂质收集，可按比例掺加在煤炭里作为燃料使用；

2）过滤脱水：上述处理后的混合料将输送至带式过滤机进行过滤，实现固液分离，将磷石膏中可溶性磷、氟杂质溶解在过滤水中去除，分离出的固体磷石膏输送至堆料场存放，进行生产利用；

3）过滤水处理：步骤2）中的过滤水进行中和沉淀，各种可溶性磷、氟杂质与石灰水发生中和反应，生成磷酸钙、氟化钙等难溶性的沉淀物，与中和后的中性水一起输送至成浆净化步骤循环使用。

2.如权利要求1所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，包含有给料皮带机（2）、加料皮带机（3）、成浆搅拌罐（4）、有机物杂质分离器（6）、真空带式过滤机（8）、出料皮带机（9）、堆料机（10）和中和沉淀池（11），所述给料皮带机（2）设置于料斗（1）的下方，所述给料皮带机（2）、加料皮带机（3）、成浆搅拌罐（4）顺次连接，所述成浆搅拌罐（4）通过导流管（5）与有机物杂质分离器（6）连接，所述有机物杂质分离器（6）上部与有机物收集装置（7）连接、底部与真空带式过滤机（8）连接，所述真空带式过滤机（8）固体出料口通过出料皮带机（9）与堆料机（10）连接，所述真空带式过滤机（8）液体出料口与中和沉淀池（11）连接，所述中和沉淀池（11）通过循环水泵（12）及导管分别与成浆搅拌罐（4）、有机物杂质分离器（6）连接。

3.根据权利要求2所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，所述有机物杂质分离器（6）包含有分离锥罐（61）、曝气装置（64）和料浆清洗装置（66），所述分离锥罐（61）顶部设置有进料口（63）、底部设置有出料口（68）和废料清理口（69），所述曝气装置（64）固定设置于分离锥罐（61）内部，所述分离锥罐(61)的上部设置环形溢流槽（62）、并设置有有机物排放口（610），所述有机物排放口（610）与有机物收集装置（7）连接，所述出料口（68）与真空带式过滤机（8）连接。

4.根据权利要求3所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，所述曝气装置（64）由中间一个圆柱形、上下两侧各一个半球形面连通组成，所述两个半球形面上设置有多个微孔，所述曝气装置（64）的上部连接高压气体接入管（611）。

5.根据权利要求3或4所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，所述曝气装置（64）的底部连接有曝气引射管（65）。

6.根据权利要求3所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，所述料浆清洗装置（66）设置为环形喷水管道，通过进水管道（67）与外部清洗水源连接，所述圆形喷水管道上设置有多个喷水孔（661）。

7.根据权利要求2所述的磷石膏中和净化处理工艺用设备，其特征在于，所述中和沉淀池（11）上部固定设置有多个气浮分离装置（13）。