CN113816633A - 利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法 - Google Patents
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Abstract
利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，包括以下步骤：将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，加入改性剂调节PH，抽干；将清洗过的磷石膏原料进行破碎，送入干燥机内进行烘干，干燥温度为100~150℃；烘干后再进行细磨，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为180~240℃；煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化；本发明可有效处理化工固废磷石膏，不仅能避免因堆放而引起的二次污染问题，还可以把副产石膏的化工工业和建材工业有机结合起来，变废为宝，实现磷肥和磷酸等工业的无废渣排放。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏的利用领域，特别涉及利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸生产过程中磷矿与硫酸发生反应制取磷酸过程中产生的工业废渣。目前全世界磷石膏每年排放量达 2 亿多吨，但是磷石膏的利用率不到 10%，磷石膏的处理和综合利用已成为一个世界性的难题。我国磷肥产量居世界第一位，生产磷肥需要大量的磷酸产品，同时也产生大量的磷石膏废渣。磷石膏的堆放占用大量土地，可溶性 P和 F 等有害成分通过介质向周围环境扩散渗透，形成二次污染环境。因此磷石膏无害化处理及综合利用已成为固体废物处理处置与资源化领域的重点研究项目。
磷石膏的处理处置问题已成为环境固体废渣治理的主要研究对象，同时已成为制约磷肥行业可持续发展的关键，目前，比较有效的处理方法是煅烧制备建筑石膏，对其进行资源化利用，该处理手段的好处在于煅烧量巨大，利用效率高，同时设备简单，煅烧成本低；但是，对于磷石膏来说，由于磷、氟、有机质等杂质的存在，传统的制备工艺所生产出的建筑石膏往往出现凝结时间过长、强度太低等不良结果，严重制约着磷石膏的大量应用，因此，亟需一种可以制备出高品质建筑石膏的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的是一种利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，提高了制备的建筑石膏品质，使其可以满足生产各种石膏制品的需求。
本发明所采用的技术方案是：
利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，包括以下步骤：
（1）将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；
（2）再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，然后加入改性剂调节 PH，抽干，备用；
（3）将清洗过的磷石膏原料进行破碎，并送入干燥机内进行初步烘干，干燥温度为100~150℃；
（4）烘干后的磷石膏再进行细磨，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为 180~240℃；
（5）煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化。
作为优选方案，步骤（2）中，经过 3~5 次过滤喷淋，使磷石膏中可溶磷含量不大于0.2％、可溶氟含量不大于 0.1％。
作为优选方案，步骤（2）中，所述改性剂为氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任一种，调节后的 PH 值在 5-7 之间。
作为优选方案，步骤（3）中，破碎后的原料粒径小于 80μm。
作为优选方案，步骤（4）中，粉磨后原料粒径为 5μm-60μm。
作为优选方案，步骤（3）和（4）中使用的热源为热蒸汽，从煅烧炉排出的余热引入干燥机中循环利用。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过增加磷石膏清洗、喷淋、过滤工艺，控制磷石膏中可溶磷含量不大于 0.2％、可溶氟含量不大于 0.1％，提高了生产的建筑石膏品质，使其可以满足生产各种石膏制品的需求，拓宽了磷石膏的应用领域；
（2）本发明的工艺生产的建筑石膏中半水石膏的含量高，稳定性好，品质高：采用两步法先进行游离水的脱除，再进行结晶水的脱除，整个工艺采用蒸汽作为热源的间接换热形式，与原料不直接接触，对产品不会造成污染，保证了产品质量；
（3）采用本发明的工艺方法，对磷石膏等工业副产石膏的开发利用，可以把副产石膏的化工工业和建材工业有机结合起来，实现磷肥和磷酸等工业的无废渣排放，不仅能避免因堆放而引起的二次污染问题，还能变废为宝，促进我国化工工业的进一步发展，对我国的经济建设和环境保护具有重要的现实意义。
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技术方案进行清楚、完整地描述。下面结合具体实施例详细描述本发明的方案。
实施例 1
利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，磷石膏是湿法磷酸生产过程中磷矿与硫酸发生反应制取磷酸过程中产生的工业废渣，目前，磷石膏大都以堆放的形式处理，占用大量土地，同时可溶性 P 和 F等有害成分通过介质向周围环境扩散渗透，形成二次污染环境，本发明针对上述情况作出了资源化利用，包括以下步骤：
（1）将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，除去大颗粒杂质，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；
（2）再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，经过 3~5 次过滤喷淋，使磷石膏中可溶磷含量不大于 0.2％、可溶氟含量不大于0.1％，提高了生产的建筑石膏品质，使其可以满足生产各种石膏制品的需求，拓宽了磷石膏的应用领域；
然后加入改性剂调节 PH，所述改性剂为氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任一种，调节后的 PH 值在 5-7 之间，抽干，备用；
（3）将清洗过的磷石膏原料进行破碎，破碎后的原料粒径小于80μm，并送入干燥机内进行初步烘干，干燥温度为 100℃，干燥时间为 10~12 分钟，由于破碎后原料粒径小，表面积增大，可以提高后续烘干效率，节约能源；
（4）烘干后的磷石膏再进行细磨，粉磨后原料粒径为 5μm，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为 180℃，煅烧时间为 6~8 分钟，磨细后原料与热蒸汽之间的交换更充分，磷石膏的煅烧更加完全，制得的建筑石膏中半水石膏的含量高，稳定性好，品质高；
（5）煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化。
作为优选方案，步骤（3）和（4）中使用的热源为热蒸汽，采用两步法先进行游离水的脱除，再进行结晶水的脱除，整个工艺采用蒸汽作为热源的间接换热形式，与原料不直接接触，对产品不会造成污染，保证了产品质量；同时从煅烧炉排出的余热引入干燥机中循环利用，真正的做到了在实磷石膏的资源化利用的同时节约能源，大大提高了燃料的利用率，且避免了热空气直接排出对环境的不利影响。
采用本发明的工艺方法，对磷石膏等工业副产石膏的开发利用，可以把副产石膏的化工工业和建材工业有机结合起来，实现磷肥和磷酸等工业的无废渣排放，不仅能避免因堆放而引起的二次污染问题，还能变废为宝，促进我国化工工业的进一步发展，对我国的经济建设和环境保护具有重要的现实意义。
实施例 2
利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，磷石膏是湿法磷酸生产过程中磷矿与硫酸发生反应制取磷酸过程中产生的工业废渣，目前，磷石膏大都以堆放的形式处理，占用大量土地，同时可溶性 P 和 F等有害成分通过介质向周围环境扩散渗透，形成二次污染环境，本发明针对上述情况作出了资源化利用，包括以下步骤：
（1）将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，除去大颗粒杂质，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；
（2）再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，经过 3~5 次过滤喷淋，使磷石膏中可溶磷含量不大于 0.2％、可溶氟含量不大于0.1％，提高了生产的建筑石膏品质，使其可以满足生产各种石膏制品的需求，拓宽了磷石膏的应用领域；
然后加入改性剂调节 PH，所述改性剂为氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任一种，调节后的 PH 值在 5-7 之间，抽干，备用；
（3）将清洗过的磷石膏原料进行破碎，破碎后的原料粒径小于80μm，并送入干燥机内进行初步烘干，干燥温度为 120℃，干燥时间为 8~10 分钟，由于破碎后原料粒径小，表面积增大，可以提高后续烘干效率，节约能源；
（4）烘干后的磷石膏再进行细磨，粉磨后原料粒径为 30μm，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为 200℃，煅烧时间为 3~5 分钟，磨细后原料与热蒸汽之间的交换更充分，磷石膏的煅烧更加完全，制得的建筑石膏中半水石膏的含量高，稳定性好，品质高；
（5）煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化。
作为优选方案，步骤（3）和（4）中使用的热源为热蒸汽，采用两步法先进行游离水的脱除，再进行结晶水的脱除，整个工艺采用蒸汽作为热源的间接换热形式，与原料不直接接触，对产品不会造成污染，保证了产品质量；同时从煅烧炉排出的余热引入干燥机中循环利用，真正的做到了在实磷石膏的资源化利用的同时节约能源，大大提高了燃料的利用率，且避免了热空气直接排出对环境的不利影响。
采用本发明的工艺方法，对磷石膏等工业副产石膏的开发利用，可以把副产石膏的化工工业和建材工业有机结合起来，实现磷肥和磷酸等工业的无废渣排放，不仅能避免因堆放而引起的二次污染问题，还能变废为宝，促进我国化工工业的进一步发展，对我国的经济建设和环境保护具有重要的现实意义。
实施例 3
利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，磷石膏是湿法磷酸生产过程中磷矿与硫酸发生反应制取磷酸过程中产生的工业废渣，目前，磷石膏大都以堆放的形式处理，占用大量土地，同时可溶性 P 和 F等有害成分通过介质向周围环境扩散渗透，形成二次污染环境，本发明针对上述情况作出了资源化利用，包括以下步骤：
（1）将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，除去大颗粒杂质，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；
（2）再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，经过 3~5 次过滤喷淋，使磷石膏中可溶磷含量不大于 0.2％、可溶氟含量不大于0.1％，提高了生产的建筑石膏品质，使其可以满足生产各种石膏制品的需求，拓宽了磷石膏的应用领域；
然后加入改性剂调节 PH，所述改性剂为氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任一种，调节后的 PH 值在 5-7 之间，抽干，备用；
（3）将清洗过的磷石膏原料进行破碎，破碎后的原料粒径小于80μm，并送入干燥机内进行初步烘干，干燥温度为 150℃，干燥时间为 5~7 分钟，由于破碎后原料粒径小，表面积增大，可以提高后续烘干效率，节约能源；
（4）烘干后的磷石膏再进行细磨，粉磨后原料粒径为 60μm，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为 240℃，煅烧时间为 2~4 分钟，磨细后原料与热蒸汽之间的交换更充分，磷石膏的煅烧更加完全，制得的建筑石膏中半水石膏的含量高，稳定性好，品质高；
（5）煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化。
作为优选方案，步骤（3）和（4）中使用的热源为热蒸汽，采用两步法先进行游离水的脱除，再进行结晶水的脱除，整个工艺采用蒸汽作为热源的间接换热形式，与原料不直接接触，对产品不会造成污染，保证了产品质量；同时从煅烧炉排出的余热引入干燥机中循环利用，真正的做到了在实磷石膏的资源化利用的同时节约能源，大大提高了燃料的利用率，且避免了热空气直接排出对环境的不利影响。
采用本发明的工艺方法，对磷石膏等工业副产石膏的开发利用，可以把副产石膏的化工工业和建材工业有机结合起来，实现磷肥和磷酸等工业的无废渣排放，不仅能避免因堆放而引起的二次污染问题，还能变废为宝，促进我国化工工业的进一步发展，对我国的经济建设和环境保护具有重要的现实意义。
除此之外，以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将化工厂排出的磷石膏渣先输送至振动分选机分选，然后送入清洗机中利用工业废水进行初步冲洗，去掉矿物杂质；
（2）再在清洗机中通过真空过滤、多次喷淋水洗，然后加入改性剂调节 PH，抽干，备用；
（3）将清洗过的磷石膏原料进行破碎，并送入干燥机内进行初步烘干，干燥温度为 100~150℃；
（4）烘干后的磷石膏再进行细磨，然后输送至煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为 180~240℃；
（5）煅烧后的物料通过冷却出料输送机构进行降温及输送，冷却后进行选粉，然后进入均化库进行均化。
2.根据权利要求 1 所述的利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，步骤（2）中，经过 3~5 次过滤喷淋，使磷石膏中可溶磷含量不大于 0.2％、可溶氟含量不大于0.1％。
3.根据权利要求 1 所述的利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述改性剂为氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任一种，调节后的 PH 值在 5-7之间。
4.根据权利要求 1 所述的利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，步骤（3）中，破碎后的原料粒径小于 80μm。
5.根据权利要求 1 所述的利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，步骤（4）中，粉磨后原料粒径为 5μm-60μm。
6.根据权利要求 1 所述的利用磷石膏制备高品质建筑石膏的方法，其特征在于，步骤（3）和（4）中使用的热源为热蒸汽，从煅烧炉排出的余热引入干燥机中循环利用。
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