CN111017975B - 一种去除磷石膏中水溶磷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除磷石膏中水溶磷的方法，包括水化除磷步骤，所述水化除磷步骤具体为：将磷石膏熟料和白水泥混合均匀，然后加入水搅拌预定时间，制得磷石膏浆料；静置，得凝固的磷石膏。该方法能够保证有效去除磷石膏中的水溶磷，并避免了其它水溶性离子带入磷石膏中，从而保证了磷石膏制品的质量；且该方法步骤简单易操作。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏后处理领域，具体涉及一种去除磷石膏中水溶磷的方法。
背景技术
在磷酸生产过程中，每生产一吨磷酸副产五吨磷石膏，随着我国工业的飞速发展，工业废渣磷石膏的排放量逐年增加，成山堆放的磷石膏给当地的水源污染带来极大危害。
磷石膏的主要组分是二水硫酸钙，同时还含有水溶磷、共晶磷、有机磷、水溶氟、二氧化硅、铁铝等金属化合物等杂质，这些杂质的存在影响磷石膏的使用性能，制约了磷石膏的资源化利用。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种去除磷石膏中水溶磷的方法，该方法能够保证有效去除磷石膏中的水溶磷，并避免了其它水溶性离子带入磷石膏中，从而保证了磷石膏制品的质量；且该方法步骤简单易操作。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种去除磷石膏中水溶磷的方法，包括水化除磷步骤，所述水化除磷步骤具体为：将磷石膏熟料和白水泥混合均匀，然后加入水搅拌预定时间，制得磷石膏浆料；静置，得凝固的磷石膏。
其中，还包括加热除磷步骤，所述加热除磷步骤具体为：将所述凝固的磷石膏放入烘箱，在第一预定温度下干燥20～40分钟，然后将烘箱降至第二预定温度干燥30～60分钟，最后将烘箱降至第三预定温度下干燥至恒重。
其中，所述水化除磷步骤中，所述磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示如下：
磷石膏熟料 100质量份；
白水泥 0.1～2.0质量份；
水 56～85质量份。
其中，所述第一预定温度为150～165℃，所述第二预定温度为100～120℃，所述第三预定温度为40～50℃。
其中，所述磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示如下：
磷石膏熟料 100质量份；
白水泥 0.3～1.6质量份；
水 60～74质量份。
其中，所述磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示如下：
磷石膏熟料 100质量份；
白水泥 0.4-1.4质量份；
水 72质量份。
其中，所述第一预定温度为158-162℃，所述第二预定温度为108-112℃，所述第三预定温度为43-47℃。
其中，所述水化除磷步骤中，所述预定时间为2～20分钟。
本发明的去除磷石膏中水溶磷的方法，包括水化除磷步骤，水化除磷步骤具体为：将磷石膏熟料和白水泥混合均匀，然后加入水搅拌1～3分钟，制得磷石膏浆料；静置，得凝固的磷石膏。
选择将磷石膏与白水泥混合，然后加入水搅拌，利用了磷石膏水化时放出的水化热促进白水泥与磷石膏中的水溶磷反应，生成不溶的磷酸盐，从而对磷石膏中的水溶磷进行去除。
其中，磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示为磷石膏100质量份；白水泥0.1～2.0质量份；水56～85质量份；优选地，磷石膏熟料100质量份；白水泥0.3～1.6质量份；水60～74质量份；进一步优选地，磷石膏熟料100质量份；白水泥0.4-1.4质量份；水72质量份。
以上组分含量范围的设定主要出于以下考虑：磷石膏熟料偏酸性，白水泥呈碱性，白水泥掺量由磷石膏中水溶性磷含量决定，不宜过多，否则将会使磷石膏体系偏碱性，最终将对磷石膏制品中其它外加剂的性能产生不利影响。水的量由磷石膏的标准稠度用水量决定，该水量既能保证石膏熟料水化反应所需要的水，同时保证石膏料浆的流动性能满足制饼操作需要，同时保证后续烘干能耗较低。
本发明的去除磷石膏中水溶磷的方法还包括加热除磷步骤，具体地，将水化除磷步骤中得到的凝固的磷石膏放入烘箱，在第一预定温度150～165℃下干燥20～40分钟，然后将烘箱降至第二预定温度100～120℃下干燥30～60分钟，最后将烘箱降至第三预定温度40-50℃干燥至恒重。其中，优选地，第一预定温度为158-162℃，第二预定温度为108-112℃，第三预定温度为43-47℃；更进一步优选的，第一预定温度为160℃，第二预定温度为110℃，第三预定温度为45℃。
加热增加了白水泥中钙离子的活性，能有效的促进钙离子与可溶性的磷酸根离子反应，从而进一步促进除磷效果的达成。根据石膏的脱水原理，第一加热温度及时间能烘掉大概50％的水化反应外的剩余水分，第二加热温度及时间能烘掉大概45％的水化反应外的剩余水分，第三加热温度及时间能烘掉大概5％的水化反应外的剩余水分。选用以上温度和干燥时间设置可以保证钙离子与可溶性的磷酸根离子的充分反应，从而达到除磷效果。
本发明的去除磷石膏中水溶磷的方法，在实际操作时还添加了0.05～0.25质量份的胶粉，优选的，为0.1质量份，主要用于增稠、保水，改善石膏料浆的操作性能。同时胶粉的保水作用防止了在第一及第二预定温度下水分蒸发过快，保证除磷反应的继续进行。
与已有技术相比，本发明的去除磷石膏中水溶磷的方法的有益效果主要体现在：
1、本发明可有效去除磷石膏中的水溶磷，且不引进其他水溶性离子；提高磷石膏的使用性能；
2、本发明方法操作简单，原料易得；
3、本发明方法步骤简单，成本低廉，可大大降低工业后处理的成本，提高生产效益。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明提供一种去除磷石膏中水溶磷的方法，包括水化除磷步骤，具体为：将100质量份磷石膏熟料和0.4～1.4质量份白水泥混合均匀，然后加入64～70质量份水搅拌1～3分钟，制得磷石膏浆料；静置，得凝固的磷石膏。具体地，可将磷石膏浆料倒入成型圈内，用刮刀刮平浆料，提起成型圈；静置，得凝固的磷石膏小饼。
然后加热除磷，将凝固的磷石膏小饼放入烘箱，在第一预定温度150～165℃下干燥20～40分钟，然后将烘箱降至第二预定温度100～120℃下干燥30～60分钟，最后将烘箱降至第三预定温度40-50℃干燥至恒重。
实施例
表1示出了一些实施例的具体参数。需要指出的是，本发明的各原料的含量和参数并不局限于表1中数据。
表1去除磷石膏中水溶磷的方法实施例
测试例
对实施例1-5进行水溶磷含量测试。其中，水溶磷分析具体操作为：
将干燥后的磷石膏小饼砸碎并用玛瑙研磨器研磨至全部通过80目的筛网，然后将研磨好的试样装入密封袋备用。
称取10克试样(精确至0.0001克)放入250毫升的磨口锥形瓶内，再加入200毫升去离子水，室温磁力搅拌30分钟后用去离子水滤洗到250毫升的容量瓶内，并用去离子水定容至250毫升后摇匀备用。
按照GB/T 5484-2012石膏化学分析方法对上述制备的试液进行水溶磷分析。
表2除磷效果对比
从表2数据可以看到，采用本发明可以有效的去除磷石膏中的水溶磷。
综上所述，本发明提供的去除磷石膏中水溶磷的方法，可以有效去除磷石膏中的水溶磷，并避免了其它水溶性离子带入磷石膏中，从而保证了磷石膏制品的质量；且该方法步骤简单易操作、成本低。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种去除磷石膏中水溶磷的方法，其特征在于，包括水化除磷步骤，所述水化除磷步骤具体为：将磷石膏熟料和白水泥混合均匀，然后加入水搅拌预定时间，制得磷石膏浆料；静置，得凝固的磷石膏；
还包括加热除磷步骤，所述加热除磷步骤具体为：将所述凝固的磷石膏放入烘箱，在第一预定温度下干燥20～40分钟，然后将烘箱降至第二预定温度干燥30～60分钟，最后将烘箱降至第三预定温度下干燥至恒重；所述第一预定温度为150～165℃，所述第二预定温度为100～120℃，所述第三预定温度为40～50℃；
所述水化除磷步骤中，所述磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示如下：
磷石膏熟料 100质量份；
白水泥 0.3～1.6质量份；
水 60～74质量份。
2.如权利要求1所述的去除磷石膏中水溶磷的方法，其特征在于，所述磷石膏熟料、白水泥以及水的含量以质量比表示如下：
磷石膏熟料 100质量份；
白水泥 0.4-1.4质量份；
水 72质量份。
3.如权利要求1所述的去除磷石膏中水溶磷的方法，其特征在于，所述第一预定温度为158-162℃，所述第二预定温度为108-112℃，所述第三预定温度为43-47℃。
4.如权利要求1所述的去除磷石膏中水溶磷的方法，其特征在于，所述水化除磷步骤中，所述预定时间为2～20分钟。
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