CN110330246B - 晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称是晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺。涉及采用晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能。它主要是解决目前湿法磷酸二水法流程生产的新磷石膏对环境造成危害的问题。本发明的工艺流程是：（1）晶膜阻断：在新磷石膏中加入晶膜阻断剂，然后在新磷石膏中加入水，高速搅拌，实现晶膜阻断；（2）晶体重排：（A）将晶膜阻断后的磷石膏在170～4000C条件下加热20～100分钟，破坏晶膜阻断后的磷石膏的晶体结构，冷却至室温；（B）将上述得到的磷石膏加入到生长剂中，然后搅拌，装模，提浆，脱模，养护24天；生成排列有序的磷石膏晶体。采用本发明不用建渣场堆放，可以就地加工成建材，消除了对环境造成的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺，具体的是涉及采用晶膜阻断法及晶体重排法对新磷石膏进行处理的工艺。
技术背景
目前80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。湿法生产1t 磷酸约排放4-5t(干基)磷石膏。磷石膏不同于天然石膏，它的纯度虽高达 90%以上，但除含 CaSO 4.2H2O外，还含有少量未分解的磷矿、未洗涤干净的酸式磷酸盐以及可溶性氟化物、铁、铝化合物、酸性物质、有机质等多种危害人体健康及生物生长的有害杂质，处置不当将对环境造成危害。磷石膏主要危害：①可溶性含氟和含磷化合物随降水、雨淋进入河流、海洋，有些渗入土壤和地下水体，造成污染；②在干燥的气候条件下，酸性物质挥发产生的刺激性气味和细粉形成空气污染。
大型磷肥企业采用湿法排渣，在山谷筑坝堆放，建管道收集回水做循环使用。据不完全统计，目前国内堆存的磷石膏渣达到 1 亿多吨，每年还要新产生 3000 万吨左右的磷石膏渣，除去综合利用的约10%，其余磷石膏渣要作废弃堆放处理。堆存这些磷石膏渣不仅会占用大量土地，还造成污染，环保压力越来越大，成为磷肥发展的制约因素之一。据测算，一个年产重钙(重过磷酸钙)80 万吨项目，年排放磷石膏渣达 186 万吨，堆场投资估算达9000万元，堆场年经营费近 1000 万元，占地达 70 万平方米，相当于全厂占地的一半。从环保和技术安全角度看，磷石膏废渣堆存实非上策。新磷石膏需要建坝堆积陈放五年后才能使用；堆积陈化过程中，风吹日晒，尘土飞扬；雨水冲刷，污染水源；使用时，翻挖费工费钱。
发明内容
本发明的目的是针对上述的不足，而提出的一种不用建渣场堆放，节约土地，不污染环境，可以将新磷石膏就地加工成建材材料的晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺。
本发明的技术解决方案是：晶膜阻断法及晶体重排法工艺流程是：（1）晶膜阻断：在新磷石膏中加入晶膜阻断剂，然后在新磷石膏中加入水，高速搅拌，实现晶膜阻断；（2）晶体重排：（A）将晶膜阻断后的磷石膏在170～4000C条件下加热20～100分钟，破坏晶膜阻断后的磷石膏的晶体结构，冷却至室温；（B）将上述得到的磷石膏加入到生长剂中，然后搅拌，装模，提浆，3小时后脱模，养护24天；生成排列有序的磷石膏晶体。
本发明的技术解决方案中晶膜阻断中所述的新磷石膏与晶膜阻断剂的质量比为：100：2～100：4；所述的新磷石膏与水的质量比为：100：20～100：40；晶体重排中所述的新磷石膏与生长剂的质量比为：100：28～100：42。
本发明的技术解决方案中所述的晶膜阻断剂是氢氧化钙或氧化钙；所述的生长剂是水。
本发明的技术解决方案中所述的晶膜阻断中高速搅拌后将HPO4 2-、H2PO4 -、F-转变为惰性物质，实现晶膜阻断，调PH值为5～8,Fe3+、Al3+最终转化Fe2O3 、Al2O3；过量的晶膜阻断剂与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。
本发明的晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺适用于不同产地、不同品位的磷石膏；稍过量的晶膜阻断剂完成阻断任务后，在空气中自动转化为对环境友好的新物质，对产品性能无害；采用本发明处理过的磷石膏，恢复了硫酸钙晶体本来的理化性质；采用本发明不用建渣场堆放，节约土地，不污染环境，新磷石膏就地加工成建材材料，成为新资源，为企业可持续发展创造条件。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的晶膜阻断法及晶体重排法的工艺流程是：
（1）、晶膜阻断：在新磷石膏中加入晶膜阻断剂，所述的晶膜阻断剂是氢氧化钙或氧化钙，新磷石膏与晶膜阻断剂的质量比为：100：2～100：4；然后在新磷石膏加中入水，新磷石膏与水的质量比为：100：20～100：40；高速搅拌，将HPO4 2-、H2PO4 -、F-转变为惰性物质，生成磷石膏1，该磷石膏的分子式为CaSO4.2H2O，实现晶膜阻断；调PH值为5～8,Fe3+、Al3+最终转化Fe2O3 、Al2O3；过量的晶膜阻断剂与空气中的二氧化碳反应生成对环境友好的物质、即碳酸钙，消除其对环境的污染。
（2）、晶体重排：（A）将晶膜阻断后的磷石膏1在170～4000C条件下加热20～100分钟，破坏晶膜阻断后的磷石膏的晶体结构，磷石膏1转化为硫酸钙石膏2，冷却至室温；
（B）将已经破坏了晶体结构的硫酸钙石膏2加入到生长剂中，新磷石膏与生长剂的质量比为：100：28～100：42；然后搅拌，装模，提浆，3小时后脱模，室温养护24天；硫酸钙石膏2与生长剂反应，生成排列有序的磷石膏晶体；所述的生长剂是水。
实施例1
一、晶膜阻断：
以表1中磷的含量（湿基）计算晶膜阻断剂和水的质量：
新磷石膏质量： 氢氧化钙=100：2.3
新磷石膏质量：水质量=100：20
在新磷石膏中加入晶膜阻断剂，再加入水，高速搅拌10分钟，设搅拌后得到的产品名称为：磷石膏1。
二、晶体重排：
（1）将磷石膏1转移到干燥釜中，加热到170～4000C，破坏其晶体结构, 加热后得到的产品名称为：硫酸钙石膏2；
（2）以表1中硫的含量（湿基）计算生长剂的质量：
新磷石膏质量：生长剂质量=100：28；
将硫酸钙石膏2加入到生长剂中，然后搅拌，装模，提浆，15分钟完成终凝， 3小时后脱模，室温养护24天达到最大强度；产品测试结果如表3所示。
由表1、表2分析可知: 加入适量的晶膜阻断剂，HPO4 2-、H2PO4 -、F-完全转变为惰性物质，实现晶膜阻断；调PH值为5～8,Fe3+、Al3+最终转化Fe2O3 、Al2O3；过量的晶膜阻断剂与空气中的二氧化碳反应生成对环境友好的物质，消除其对环境。
通过上述流程，新磷石膏不用陈化就可以就地加工为建材材料。
Claims (3)
1.一种晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺，其特征是：晶膜阻断法及晶体重排法工艺流程是：
（1）晶膜阻断：在新磷石膏中加入晶膜阻断剂，然后在新磷石膏中加入水，高速搅拌，实现晶膜阻断；所述的新磷石膏与晶膜阻断剂的质量比为：100：2～100：4；所述的新磷石膏与水的质量比为：100：20～100：40；所述的晶膜阻断剂是氢氧化钙或氧化钙；
（2）晶体重排：（A）将晶膜阻断后的磷石膏在170～400℃条件下加热20～100分钟，破坏晶膜阻断后的磷石膏的晶体结构，冷却至室温；
（B）将上述得到的磷石膏加入到生长剂中，所述的生长剂是水，然后搅拌，装模，提浆，3小时后脱模，养护24天；生成排列有序的磷石膏晶体。
2.根据权利要求1所述的晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺，其特征是：（B）步骤中所述的磷石膏与生长剂的质量比为：100：28～100：42。
3.根据权利要求1所述的晶膜阻断法及晶体重排法改变新磷石膏凝结性能的工艺，其特征是：所述的晶膜阻断中高速搅拌后将HPO4 2-、H2PO4 -、F-转变为惰性物质，实现晶膜阻断，调PH值为5～8,Fe3+、Al3+最终转化Fe2O3 、Al2O3；过量的晶膜阻断剂与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。
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