CN115010162A - 一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磷石膏浮‑化耦合除杂增白的方法，包括：S1、取磷石膏、水混合制矿浆；S2、将步骤S1中获得的矿浆加入捕收剂进行反浮选粗加工分离有机质，获得粗加工磷石膏备用；S3、将步骤S2中获得的粗加工磷石膏加入捕收剂进行正浮选分离硅渣、重金属，获得的精制磷石膏备用；S4、将步骤S3获得的精制磷石膏中加入酸进行酸化除杂转晶，以获得半水石膏备用；S5、在步骤S4获得的半水石膏中加入漂白剂增白。优点是：使得除杂后的石膏产物中纯度达95％以上、白度达到90以上，达到优级石膏标准，将磷石膏无害化彻底解决了污染环境问题，同时也解决了磷石膏制备建材、石膏制品、抹灰石膏等产品中杂质含量高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏的应用技术领域，具体地说是一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法。
背景技术
磷石膏是磷矿资源湿法加工副产的一种固体废料。据测算，生产1吨磷酸产生约5-8吨磷石膏。我国为磷资源储量大国和需求大国，磷石膏产量为8000 万吨/年，利用率约为38.67％。大量堆存的磷石膏不仅侵占了土地资源，其中含有的水溶性五氧化二磷和水溶氟一般附着在磷石膏表面，随着雨水的冲刷，水溶性磷氟会随着雨水渗透至土壤、地下水、河流当中对周围环境安全构成较大风险隐患。
磷石膏应用广泛，在建材、化工以及农业上均有所应用，但因其含有有机物、硅渣、重金属等有害物导致应用受限，并且外表白度问题对其应用也造成了很大的影响。
目前磷石膏除杂增白的办法主要分水洗、酸洗、煅烧、浮选，但是如何对磷石膏即除杂同时又减少污染，且提高品位和白度以增强应用范围的需求，是目前亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，目的是至少克服上述一种技术缺陷，以有效去除磷石膏汇总有机质、硅渣、冲金属以及磷氟等杂质，使得除杂后的石膏产物纯度达95％以上。
为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，包括如下步骤
S1、取磷石膏、水混合制矿浆；
S2、将步骤S1中获得的矿浆加入非离子捕收剂进行反浮选粗加工分离有机质，获得粗加工磷石膏备用；
S3、将步骤S2中获得的粗加工磷石膏加入阳离子捕收剂进行正浮选分离硅渣、重金属，获得的精制磷石膏备用；
S4、将步骤S3获得的精制磷石膏中加入酸进行酸化除杂转晶，以获得酸化磷石膏备用；
S5、在步骤S4获得的酸化磷石膏中加入漂白剂增白。
优选地，步骤S1中磷石膏的粒径为0.074mm～4.75mm，并于水混合制成浓度为15％～60％的矿浆。
优选地，步骤S2中非离子捕收剂为聚氧乙烯醚1～6份、脂肪酰胺1～3份、脂肪酸酯1～3份的混合物，且捕收剂加入的量为100～600g/t；
反浮选过程中使用硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物作为pH调整剂，且用量为1kg～15kg/t。
优选地，步骤S3中阳离子捕收剂为氨基酸1～6份、脂肪醚氨1～2份、丙烯酸甲酰胺1～2份的混合物，且用量为120g～650g/t。
优选地，步骤S2的反浮选过程中、步骤S3的正浮选过程中均使用硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物作为pH调整剂，且用量均为1kg～15kg/t。
优选地，步骤S4中，酸化除杂转晶使用的酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、次氯酸中的一种或几种混合物，酸的浓度为5％～90％，酸化除杂转晶过程中的反应温度为50～95℃、反应时间为0.5～5h。
优选地，步骤S5中漂白剂为氯漂白剂，其浓度为1～10％、反应温度为 50～95℃，反应时间为0.5～5h。
本发明的一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其优点是：
1、与现有技术相比，在酸性条件下，混合使用非离子捕收剂和阳离子捕收剂，极大地分离磷石膏中的有机质和硅渣重金属杂质；再通过酸浸转晶，既完全除去磷石膏中的难溶性磷氟，也将二水石膏转换为附加值更高的半水石膏，增加其附加价值；最后通过化学漂白的方法，避免高温煅烧，提高了磷石膏的白度。所用药剂、酸液廉价易回收循环利用，不会造成二次污染，组合工艺对不同的磷石膏均有较强的适应能力；
2、本发明方法使得除杂后的石膏产物中纯度达95％以上、白度达到90以上，达到优级石膏标准，将磷石膏无害化彻底解决了污染环境问题，同时也解决了磷石膏制备建材、石膏制品、抹灰石膏等产品中杂质含量高的问题；
3、本发明方法：有效地先固废磷石膏制备高品质石膏的目的，工艺方法灵活，为解决磷石膏难题提供了一个工业可行性方案，具有很好的工业应用前景和经济价值；既可以进行磷石膏工业副产的无害化堆存，也可以综合利用提高了磷石膏附加价值，拓宽了磷石膏的应用范围，从根本上提高了磷石膏的综合利用率，具有良好的社会效益。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下述各实施例中原料磷石膏来自湖北荆门某工厂；
实施例一：
S1、取166g磷石膏(原矿数据如表1所示)过筛0.074mm后加入自来水 (清水或回水)混合配制矿浆浓度为20％，开始搅拌制浆；
S2、同质自组装反浮选分离有机质：在步骤S1获得的矿浆中加入硫酸 5kg/t做pH调整剂调节pH到1，混合3min后加入同质自组装捕收剂230g/t 进行浮选，泡沫产物为有机质尾矿，矿浆产物为粗加工磷石膏，备用；
其中，同质自组装捕收剂为聚氧乙烯醚3份、脂肪酰胺2份、脂肪酸酯2 份的混合物；
S3、静电自组装正浮选分离硅渣重金属：在步骤S2中获得的粗加工磷石膏中加入硫酸1kg/t保持pH值在1.7，混合3min后加入静电自组装阳离子型氨基酸350g/t作为捕收剂，泡沫产物为精矿石膏，矿浆产物为硅渣重金属；
S4、石膏转晶：将步骤S3获得的精制磷石膏中按照比例1:2与盐酸混合，且盐酸浓度为10％，反应温度为75℃，反应4.5h，反应后趁热过滤回收滤液，固体产物为半水石膏、备用；
S5、增白：在步骤S4获得的半水石膏按照质量比1:2与去离子水混合，然后加入次氯酸钙与氯化钠混合物，混合物质量为石膏的3％，反应温度为 95℃，反应4.5h，反应后趁热过滤回收滤液，固体产物为白石膏粉。
实施例二：
S1、取166g磷石膏(原矿数据如表1所示)过筛4.75mm后加入自来水 (清水或回水)混合配制矿浆浓度为40％，开始搅拌制浆；
S2、同质自组装反浮选分离有机质：在步骤S1获得的矿浆中加入硫酸 8kg/t做pH调整剂调节pH到0.5，混合3min后加入同质自组装捕收剂100g/t 进行浮选，泡沫产物为有机质尾矿，矿浆产物为粗加工磷石膏，备用；
其中，同质自组装捕收剂为聚氧乙烯醚3份、脂肪酰胺2份、脂肪酸酯2 份的混合物；
S3、静电自组装正浮选分离硅渣重金属：在步骤S2中获得的粗加工磷石膏中加入硫酸2kg/t保持pH值为2，混合3min后加入静电自组装阳离子型氨基酸200g/t作为捕收剂，泡沫产物为精矿石膏，矿浆产物为硅渣重金属；
S4、石膏转晶：将步骤S3获得的精制磷石膏中按照比例1:3与盐酸混合，且盐酸浓度为30％，反应温度为95℃，反应1h，反应后趁热过滤回收滤液，固体产物为半水石膏、备用；
S5、增白：在步骤S4获得的半水石膏按照质量比1:3与去离子水混合，然后加入次氯酸钙与氯化钠混合物，混合物质量为石膏的5％，反应温度为 95℃，反应1h，反应后趁热过滤回收滤液，固体产物为白石膏粉。
综上所述，经过本发明方法的处理使得除杂后的石膏产物总磷低于 0.055％，水溶性磷、氟低于0.01％。
本发明方法中未明确说明的原理、步骤均为本领域技术人员根据常规技术手段可获得的，因此不做赘述。
显然，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 (7)
1.一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：包括如下步骤
S1、取磷石膏、水混合制矿浆；
S2、将步骤S1中获得的矿浆加入非离子捕收剂进行反浮选粗加工分离有机质，获得粗加工磷石膏备用；
S3、将步骤S2中获得的粗加工磷石膏加入阳离子捕收剂进行正浮选分离硅渣、重金属，获得的精制磷石膏备用；
S4、将步骤S3获得的精制磷石膏中加入酸进行酸化除杂转晶，以获得半水石膏备用；
S5、在步骤S4获得的半水石膏中加入漂白剂增白。
2.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S1中磷石膏的粒径为0.074mm～4.75mm，并于水混合制成浓度为15％～60％的矿浆。
3.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S2中非离子捕收剂为聚氧乙烯醚1～6份、脂肪酰胺1～3份、脂肪酸酯1～3份的混合物，且非离子捕收剂加入的量为100～600g/t；
反浮选过程中使用硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物作为pH调整剂，且用量为1kg～15kg/t。
4.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S3中阳离子捕收剂为氨基酸1～6份、脂肪醚氨1～2份、丙烯酸甲酰胺1～2份的混合物，且用量为120g～650g/t。
5.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S2的反浮选过程中、步骤S3的正浮选过程中均使用硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物作为pH调整剂，且用量均为1kg～15kg/t。
6.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S4中，酸化除杂转晶使用的酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的一种或几种混合物，酸的浓度为5％～90％，酸化除杂转晶过程中的反应温度为50～95℃、反应时间为0.5～5h。
7.根据权利要求1所述一种磷石膏浮-化耦合除杂增白的方法，其特征在于：步骤S5中漂白剂为氯漂白剂，其浓度为1～10％、反应温度为50～95℃，反应时间为0.5～5h。
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