CN106006698B - 一种磷石膏除杂处理方法 - Google Patents

一种磷石膏除杂处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种磷石膏除杂处理方法，包括(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；(2)将洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水用在步骤(1)中用作洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料。较佳地，在步骤(1)和(2)之间还包括步骤：(11)在经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，搅拌均匀后固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水。在步骤(2)中，将清洗废水混入洗涤废水中，上层清水还用在步骤(11)中用作清洗水。本发明能够高效去除或减少杂质，且经济环保，处理量大，设计巧妙，操作简单，适于大规模推广应用。

Description

一种磷石膏除杂处理方法
技术领域
本发明涉及杂质去除技术领域，特别涉及除杂方法技术领域，具体是指一种磷石膏除杂处理方法。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废弃物，主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，其质量分数通常在85％以上。磷石膏中游离水含量较高，质量分数约为20～30％，PH值一般在2～6之间。磷石膏中含有可溶性的磷酸及其盐、氟化物、有机物等多种危害人体健康及生物生长的有害物质，可溶性磷在建筑石膏硬化时转换成Ca3(PO4)2沉淀覆盖在石膏晶体表面，延缓凝结时间，降低强度；可溶性氟使石膏的凝结时间缩短，随F-含量增加促凝作用增强；有机物使石膏需水量增加，削弱石膏晶体间的结合，使硬化体强度降低。磷石膏的大量堆存不仅占用大量的土地资源，而且可溶性的有害物质随雨水渗流会造成严重的环境污染。因此将磷石膏进行预处理，实现资源化是解决磷石膏环境问题的关键。
目前国内外对磷石膏的预处理方法主要有石灰中和法、水洗法、浮选法、闪烧法等。石灰中和法可以消除可溶磷、氟的影响，但只适用于磷石膏品质较稳定的情况，而且处理效率低；水洗法能够有效地去除可溶性杂质和有机物，但处理后的污水排放会造成二次污染；浮选处理能有效去除有机物，从而消除有机物的有害作用，但是浮选处理的设备、试剂等价格昂贵；闪烧法是目前出现的一种新的热处理工艺，是消除共晶磷影响唯一有效的途径，且其二次污染小，设备生产能耗低，但目前的处理量较小。
因此，迫切需要提供一种磷石膏预处理方法，其能够高效去除或减少杂质，且经济环保，最好处理量也大。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种磷石膏除杂处理方法，其能够高效去除或减少杂质，且经济环保，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种磷石膏除杂处理方法，其不仅能够高效去除或减少杂质，且经济环保，处理量大，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种磷石膏除杂处理方法，其设计巧妙，操作简单，适于大规模推广应用。
为达到以上目的，本发明提供了一种磷石膏除杂处理方法，其特点是，包括以下步骤；
(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；
(2)将所述洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水用在所述步骤(1)中用作所述洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料。
所述洗涤水和所述磷石膏原料的重量比可以根据需要确定，较佳地，在所述步骤(1)中，所述洗涤水和所述磷石膏原料按重量比为2:1～3:1。
所述步骤(1)中所述固液分离可以采用任何合适的装置实现，较佳地，在所述步骤(1)中，所述固液分离采用悬液分离器实现。
为了进一步洗涤磷石膏，较佳地，所述磷石膏除杂处理方法在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间还包括步骤：
(11)在所述的经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，搅拌均匀后固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水。
为了进一步充分利用水资源，更佳地，在所述步骤(2)中，将所述清洗废水混入所述洗涤废水中。
为了进一步充分利用水资源，更佳地，在所述步骤(2)中，所述上层清水还用在所述步骤(11)中用作所述清洗水。
所述步骤(11)中所述清洗水和所述的经洗涤的磷石膏固体的重量比可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(11)中，所述清洗水和所述的经洗涤的磷石膏固体按重量比为2:1～3:1。
所述步骤(11)中所述固液分离可以采用任何合适的装置实现，更佳地，在所述步骤(11)中，所述固液分离采用悬液分离器实现。
本发明的有益效果主要在于：
1、本发明的磷石膏除杂处理方法包括：(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；(2)将洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层， 得到的上层清水用在步骤(1)中用作洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料，从而洗涤废水经过简单处理后循环使用，因此能够高效去除或减少杂质，且经济环保，适于大规模推广应用。
2、本发明的磷石膏除杂处理方法包括：(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；(2)将洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水用在步骤(1)中用作洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料，从而洗涤废水经过简单处理后循环使用，因此不仅能够高效去除或减少杂质，且经济环保，处理量大，适于大规模推广应用。
3、本发明的磷石膏除杂处理方法包括：(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；(2)将洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水用在步骤(1)中用作洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料，因此设计巧妙，操作简单，适于大规模推广应用。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本发明的磷石膏除杂处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的磷石膏除杂处理方法的工艺流程图请参见图1所示。图中的磷石膏即是磷石膏原料，经一次水洗(上述步骤(1))、二次水洗(上述步骤(11))获得经除杂处理的磷石膏(即下述磷石膏固体)和废水，废水经饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层获得沉淀和上清，沉淀返回磷酸生产。这里的废水包括一次水洗废水(即上述洗涤废水)和二次水洗废水(即上述清洗废水)，如果仅有一次水洗，则废水仅包括一次水洗废水。这里的上清包括一次水洗废水处理后获得的上清和二次水洗废水处理后获得的上清，如果仅有一次水洗，则上清仅包括一次水洗废水处理后获得的上清，上清可以用作清水用于一次水洗和/或二次水洗。这里的经除杂处理的磷石膏包括一次水洗磷石膏(即上述经洗涤的磷石膏固体)和二次水 洗磷石膏(即上述经清洗的磷石膏固体)，如果仅有一次水洗，则经除杂处理的磷石膏仅包括一次水洗磷石膏。
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
实施例1
在磷石膏原料中加入洗涤水，洗涤水和磷石膏原料按重量比为2:1，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，采用悬液分离器将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；在经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，清洗水和经洗涤的磷石膏固体按重量比为2.5:1，搅拌均匀后采用悬液分离器固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水；将洗涤废水和清洗废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水回收利用，用作下批磷石膏原料的洗涤水和清洗水，得到的Ca3(PO4)2沉淀作为制备磷酸的原材料，磷石膏固体烘干后用于制备石膏粉。
实施例2
在磷石膏原料中加入洗涤水，洗涤水和磷石膏原料按重量比为3:1，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，采用悬液分离器将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；在经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，清洗水和经洗涤的磷石膏固体按重量比为3:1，搅拌均匀后采用悬液分离器固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水；将洗涤废水和清洗废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水回收利用，用作下批磷石膏原料的洗涤水和清洗水，得到的Ca3(PO4)2沉淀作为制备磷酸的原材料，磷石膏固体烘干后用于制备石膏粉。
实施例3
在磷石膏原料中加入洗涤水，洗涤水和磷石膏原料按重量比为2.5:1，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，采用悬液分离器将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；在经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，清洗水和经洗涤的磷石膏固体按重量比为2:1，搅拌均匀后采用悬液分离器固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水；将洗涤废水和清洗废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水回收利用，用作下批磷石膏原料的洗涤水和 清洗水，得到的Ca3(PO4)2沉淀作为制备磷酸的原材料，磷石膏固体烘干后用于制备石膏粉。
实施例4
在磷石膏原料中加入洗涤水，洗涤水和磷石膏原料按重量比为3:1，洗涤水采用实施例1得到的上层清水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，采用悬液分离器将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；将洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水回收利用，用作下批磷石膏原料的洗涤水，得到的Ca3(PO4)2沉淀作为制备磷酸的原材料，磷石膏固体烘干后用于制备石膏粉。
实施例5
在磷石膏原料中加入洗涤水，洗涤水和磷石膏原料按重量比为2:1，洗涤水采用实施例2得到的上层清水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，采用悬液分离器将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；在经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，清洗水和经洗涤的磷石膏固体按重量比为3:1，清洗水采用实施例3得到的上层清水，搅拌均匀后采用悬液分离器固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水；将洗涤废水和清洗废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水回收利用，用作下批磷石膏原料的洗涤水，得到的Ca3(PO4)2沉淀作为制备磷酸的原材料，磷石膏固体烘干后用于制备石膏粉。
实施例6
将实施例1-5中的磷石膏按照GB/T23456-2009《磷石膏》分别测定原料、最后得到的磷石膏固体中可溶性的磷酸及其盐、氟化物等有害杂质含量，数据如下：
按照GB/T 1871.1-1995《磷矿石和磷精矿中五氧化二磷含量的测定》测定水处理沉淀中五氧化二磷含量达35.6％，符合HG/T2673-1995《酸法加工用磷矿石》中Ⅰ级优等品的标准。
本发明中除杂后污水经过简单处理后作为补给水循环使用，污水处理所得沉淀用于制备磷酸。本发明不是将磷石膏中的有害杂质转变成无害杂质保留在产品中，而是将其彻底清除后资源化回收，生产过程中无污水、废渣排放，绿色环保。
本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
1)本发明提供的磷石膏处理工艺操作简单，工艺条件容易控制，设备投资少，处理量大，适用于工业化大规模生产；
2)本工艺对磷石膏的质量限制小，含水率、杂质含量等因素的波动均不需要更改工艺，也不会对产品质量造成任何影响；
3)本工艺实现了水资源循环利用，整个过程不排放污水，杜绝二次污染，从根本上解决了磷石膏排放造成的占用土地、环境污染等问题；
4)将磷石膏中的有害杂质与磷石膏分离，有效保障了磷石膏产品的质量，避免了新生沉淀对产品的潜在影响；
5)分离出来的杂质作为原料返回磷化工厂，将磷石膏中的杂质也实现资源化。
综上所述，本发明的磷石膏除杂处理方法能够高效去除或减少杂质，且经济环保，处理量大，设计巧妙，操作简单，适于大规模推广应用。
本领域的技术人员应理解，上述描述的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。
由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (6)

1.一种磷石膏除杂处理方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)在磷石膏原料中加入洗涤水，搅拌均匀后静置分层，除去浮在上面的有机物层，将剩余物料固液分离得到经洗涤的磷石膏固体和洗涤废水；
(2)将所述洗涤废水用饱和氢氧化钙溶液中和后静置分层，得到的上层清水用在所述步骤(1)中用作所述洗涤水，得到的沉淀作为制备磷酸的原材料；
其中，在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间还包括步骤：
(11)在所述的经洗涤的磷石膏固体中加入清洗水，搅拌均匀后固液分离得到经清洗的磷石膏固体和清洗废水；
在所述步骤(2)中，将所述清洗废水混入所述洗涤废水中。
2.根据权利要求1所述的磷石膏除杂处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述洗涤水和所述磷石膏原料按重量比为2:1～3:1。
3.根据权利要求1所述的磷石膏除杂处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述固液分离采用悬液分离器实现。
4.根据权利要求1所述的磷石膏除杂处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述上层清水还用在所述步骤(11)中用作所述清洗水。
5.根据权利要求1所述的磷石膏除杂处理方法，其特征在于，在所述步骤(11)中，所述清洗水和所述的经洗涤的磷石膏固体按重量比为2:1～3:1。
6.根据权利要求1所述的磷石膏除杂处理方法，其特征在于，在所述步骤(11)中，所述固液分离采用悬液分离器实现。
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