CN112174641A - 一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃‑50℃条件下，堆放熟化24‑48h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。将磷石膏制备成陶粒实现了磷石膏的回收再利用，即节约了能源，又解决了工业废料的环境污染问题。复合菌剂能够调节陶粒的pH，还可以提高造粒原料内的孔洞数量。

Description

一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺
技术领域
本发明涉及磷石膏领域，特别是涉及一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺。
背景技术
陶粒，是陶质的颗粒，外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，也有少量是仿碎石等不规则形状的颗粒。其表面具有一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，赋予陶粒较高的强度。陶粒具有较多的孔隙，具有充分的透气性能，并且，孔隙具有较优的吸附性能，能够吸附较多的水蒸气，使得保水保湿性能较强。为此，有研究者将陶粒用于无土栽培、园林绿化等领域。
磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，磷石膏主要成分是硫酸钙(CaSO4·2H2O)，另外也含有少量未完全分解的磷矿、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。
在二水法制湿法磷酸的工艺中，每生产1吨磷酸产生4吨-5吨磷石膏，据统计，目前全世界磷石膏每年排放量多达2亿多吨，中国每年排放的磷石膏也多达2000多万吨，而综合利用率不足10％。国内磷石膏还没有很好的利用途径，大多堆存处理，磷石膏的大量堆存，不公侵占了土地资源，由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏，还有可能导致人的死亡或病变。可见，磷石膏已到了非大力处置不可的地步。否则，将直接影响人、环境和社会的和谐，以及国土保护，并直接给企业的生存和发展带来不可估量的损失。
目前磷石膏的综合利用主要集中在工业、农业和建材三个方面。本申请发明人在长期研究中发现，现有的直接采用磷石膏为原料制备陶粒的研究中，对于磷石膏均为添加料，即就是不以磷石膏为主要原料，使得对磷石膏的利用率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃-50℃条件下，堆放熟化24-48h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
可选地，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3。
可选地，所述辅料中各组分的使用量为，以质量份数计：20-50份KCl，30-60份CaSiO3和20-40份MgSiO3。
可选地，所述步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，2-6份辅料、20-40份赤玉土、10-30份蛭石30-60份膨润土。
可选地，所述步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，4份辅料、35份赤玉土、22份蛭石、40份膨润土。
可选地，所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
可选地，所述粒坯的粒径为8mm-20mm。
可选地，所述烘干温度为130℃-180℃。
可选地，所述烧结温度为550-750℃，烧结时间为20-25min。
可选地，所述烧结中，温度升高速率为20℃/min。
本发明具有以下有益效果，
区别于现有技术的情况，本申请提供了一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：将磷石膏粉碎后加入其他原料进行混合，并利用复合微生物菌剂进行熟化，之后烧结制得磷石膏陶粒。本申请将磷石膏制备成陶粒，可以在园艺中使用，充分利用了工业尾矿，实现了磷石膏的回收再利用，即节约了能源，又解决了工业废料的环境污染问题。
本申请利用复合菌剂将造粒原料中的有害物质转化，并且复合菌剂的分泌物能够调节陶粒的pH，使得所制备的陶粒能够利于植物生长。此外，复合菌剂能够释放气体，可以提高造粒原料内的孔洞数量，使得制备得到的陶粒具有良好的透气、排水性能。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃℃条件下，堆放熟化24h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
其中，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3，以质量份数计：20份KCl，30份CaSiO3和20份MgSiO3。
步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，2份辅料、20份赤玉土、10份蛭石30份膨润土。
所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
所述粒坯的粒径为8mm。
所述烘干温度为130℃。
所述烧结温度为550℃，烧结时间为20min。烧结中，温度升高速率为20℃/min。
实施例2
一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在50℃条件下，堆放熟化48h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
其中，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3，以质量份数计：50份KCl，60份CaSiO3和40份MgSiO3。
步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，6份辅料、40份赤玉土、30份蛭石和60份膨润土。
所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
所述粒坯的粒径为20mm。
所述烘干温度为180℃。
所述烧结温度为750℃，烧结时间为25min。烧结中，温度升高速率为20℃/min。
实施例3
一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在45℃条件下，堆放熟化36h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
其中，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3，以质量份数计：35份KCl，45份CaSiO3和30份MgSiO3。
步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，4份辅料、30份赤玉土、20份蛭石40份膨润土。
所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
所述粒坯的粒径为15mm。
所述烘干温度为150℃。
所述烧结温度为650℃，烧结时间为25min。烧结中，温度升高速率为20℃/min。
实施例4
一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃℃条件下，堆放熟化48h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
其中，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3，以质量份数计：20份KCl，60份CaSiO3和30份MgSiO3。
步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，4份辅料、20份赤玉土、30份蛭石40份膨润土。
所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
所述粒坯的粒径为12mm。
所述烘干温度为140℃。
所述烧结温度为600℃，烧结时间为20min。烧结中，温度升高速率为20℃/min。
实施例5
一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，包括：(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃条件下，堆放熟化48h，制得造粒原料；(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
其中，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3，以质量份数计：20份KCl，30份CaSiO3和20份MgSiO3。
步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：100份磷石膏粉末，6份辅料、40份赤玉土、30份蛭石60份膨润土。
所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
所述粒坯的粒径为12mm。
所述烘干温度为150℃。
所述烧结温度为650℃，烧结时间为20min。烧结中，温度升高速率为20℃/min。
需要说明的是，本发明权利要求书中采用的步骤方法与上述实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，包括：
(1)将磷石膏干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；
(2)将磷石膏粉末与辅料、赤玉土、蛭石以及膨润土进行研磨，混合，加入水以及复合微生物菌剂，搅拌混合均匀，在40℃-50℃条件下，堆放熟化24-48h，制得造粒原料；
(3)将造粒原料进行造粒，制得粒坯，将粒坯进行烘干，烧结，制得磷石膏陶粒。
2.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述辅料包括KCl，CaSiO3和MgSiO3。
3.根据权利要求2所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述辅料中各组分的使用量为，以质量份数计：
20-50份KCl，30-60份CaSiO3和20-40份MgSiO3。
4.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：
100份磷石膏粉末，2-6份辅料、20-40份赤玉土、10-30份蛭石30-60份膨润土。
5.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述步骤(2)中各原料的使用量为，按质量份数计：
100份磷石膏粉末，4份辅料、35份赤玉土、22份蛭石、40份膨润土。
6.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述复合微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌和酵母菌。
7.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述粒坯的粒径为8mm-20mm。
8.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述烘干温度为130℃-180℃。
9.根据权利要求1所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述烧结温度为550-750℃，烧结时间为20-25min。
10.根据权利要求9所述的磷石膏尾矿伴生资源回收工艺，其特征在于，所述烧结中，温度升高速率为20℃/min。
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