CN117049585A - 一种磷石膏无害化离子互换剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷石膏无害化离子互换剂技术领域，具体是指一种磷石膏无害化离子互换剂及其制备方法。原料的重量配比为：氯化钙6份、氯化铝2份、磷酸盐5份、偶联剂2份、自制絮凝剂25份、硫酸铜2份、硅酸钾30份、改性硅藻土4份、碳酸钠7份和去离子水120份。本发明的有益效果是：所制备的磷石膏无害化离子互换剂制备工艺简单、技术性能优良，可广泛用于土地治理复垦、生态修复回填及矿坑回填等领域。技术过关，投资小，见效快，性能优良，为这一世界性难题的解决提供了一种新的选择，而且应用范围广，消耗量大，可为化工企业真正做到排忧解难。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏无害化离子互换剂技术领域，具体是指一种磷石膏无害化离子互换剂及其制备方法。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸工业生产磷肥产生的固体废弃物，其组成部分主要是二水硫酸钙，其中还含有未完全分解的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质和部分重金属等有害化学杂质。国家经过几十年的快速发展，加之磷石膏的综合利用是一个世界性难题，利用率非常低，因此长期地堆积，造成了大量的土地资源浪费，而且对环境、水质等造成了严重污染，目前处置利用磷石膏大多要通过煅烧、浮选等方式，不仅用途不广、用量少，而且处置成本特别巨大。
发明内容
本发明提供了一种磷石膏无害化离子互换剂及其制备方法，以提高磷石膏的综合利用率，提供一种新型的磷石膏无害化离子互换剂，以解决目前国内市场对处置磷石膏技术不过关、成本高、投资大、效果差等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种磷石膏无害化离子互换剂及其制备方法，其特征在于，由以下重量配比的原料混合而成：氯化钙5～10份、氯化铝1～6份、磷酸盐2～13份、偶联剂1～8份、自制絮凝剂3～38份、硫酸铜1～8份、硅酸钾12～60份、改性硅藻土1～14份、碳酸钠1～22份和去离子水30～400份。
作为改进，原料的重量配比为：氯化钙3～7份、氯化铝1～3份、磷酸盐4～8份、偶联剂2～4份、自制絮凝剂10～30份、硫酸铜1～3份、硅酸钾20～40份、改性硅藻土2～6份、碳酸钠5～9份和去离子水80～240份。
作为改进，原料的重量配比为：氯化钙6份、氯化铝2份、磷酸盐5份、偶联剂2份、自制絮凝剂25份、硫酸铜2份、硅酸钾30份、改性硅藻土4份、碳酸钠7份和去离子水120份。
作为改进，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备自制絮凝剂：将聚磷氯化铁、聚丙烯酰胺、氢氧化钠、活性氧化铝、次氯酸钠、硝酸锌、去离子水，搅拌直至完全溶解，既得自制絮凝剂；
(2)制备磷石膏无害化离子互换剂：
(2.1)在反应釜中加入80～240份去离子水，加压加热温度控制在180°左右，投入2～6份改性硅藻土，快速搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.2)待反应釜中水温降至120°左右时，投入硫酸铜1～3份、氯化铝1～3份，启动搅拌装置，均匀搅拌15分钟，转速控制在2000转/min；
(2.3)当反应釜中水温降至80°左右时，投入磷酸盐4～8份、氯化钙3～7份，继续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.4)待反应釜中水温降至60°左右时，投入碳酸钠5～9份、连续搅拌5分钟，转速控制在2000转/min；
(2.5)保持反应釜中60°左右水温，投入偶联剂2～4份、连续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.6)待反应釜中水温降至40°左右时，先加入硅酸钾20～40份，搅拌5分钟，转速1500转/min，再投入自制絮凝剂10～30份，继续搅拌10分钟，转速控制在1500转/min；
(2.7)当反应釜中配制的化合物温度冷却至常温时，即得磷石膏无害化离子互换剂。
本发明的有益效果是：所制备的磷石膏无害化离子互换剂制备工艺简单、技术性能优良，可广泛用于土地治理复垦、生态修复回填及矿坑回填等领域。技术过关，投资小，见效快，性能优良，为这一世界性难题的解决提供了一种新的选择，而且应用范围广，消耗量大，可为化工企业真正做到排忧解难。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。
实施例一：
一种磷石膏无害化离子互换剂，原料的重量配比为：氯化钙3～7份、氯化铝1～3份、磷酸盐4～8份、偶联剂2～4份、自制絮凝剂10～30份、硫酸铜1～3份、硅酸钾20～40份、改性硅藻土2～6份、碳酸钠5～9份和去离子水80～240份。
作为改进，原料的重量配比为：氯化钙6份、氯化铝2份、磷酸盐5份、偶联剂2份、自制絮凝剂25份、硫酸铜2份、硅酸钾30份、改性硅藻土4份、碳酸钠7份和去离子水120份。
作为改进，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备自制絮凝剂：将聚磷氯化铁、聚丙烯酰胺、氢氧化钠、活性氧化铝、次氯酸钠、硝酸锌、去离子水，搅拌直至完全溶解，既得自制絮凝剂；
(2)制备磷石膏无害化离子互换剂：
(2.1)在反应釜中加入80份去离子水，加压加热温度控制在180°左右，投入2份改性硅藻土，快速搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.2)待反应釜中水温降至120°左右时，投入硫酸铜1份、氯化铝1份，启动搅拌装置，均匀搅拌15分钟，转速控制在2000转/min；
(2.3)当反应釜中水温降至80°左右时，投入磷酸盐4份、氯化钙3份，继续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.4)待反应釜中水温降至60°左右时，投入碳酸钠5份、连续搅拌5分钟，转速控制在2000转/min；
(2.5)保持反应釜中60°左右水温，投入偶联剂2份、连续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.6)待反应釜中水温降至40°左右时，先加入硅酸钾20份，搅拌5分钟，转速1500转/min，再投入自制絮凝剂10份，继续搅拌10分钟，转速控制在1500转/min；
(2.7)当反应釜中配制的化合物温度冷却至常温时，即得磷石膏无害化离子互换剂。
实施例二：
一种磷石膏无害化离子互换剂，原料的重量配比为：氯化钙3份、氯化铝4份、磷酸盐8份、偶联剂4份、自制絮凝剂15份、硫酸铜3份、硅酸钾25份、改性硅藻土6份、碳酸钠6份和去离子水200份。
作为改进，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备自制絮凝剂：将聚磷氯化铁、聚丙烯酰胺、氢氧化钠、活性氧化铝、次氯酸钠、硝酸锌、去离子水，搅拌直至完全溶解，既得自制絮凝剂；
(2)制备磷石膏无害化离子互换剂：
(2.1)在反应釜中加入220份去离子水，加压加热温度控制在180°左右，投入5份改性硅藻土，快速搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.2)待反应釜中水温降至120°左右时，投入硫酸铜3份、氯化铝2份，启动搅拌装置，均匀搅拌15分钟，转速控制在2000转/min；
(2.3)当反应釜中水温降至80°左右时，投入磷酸盐8份、氯化钙5份，继续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.4)待反应釜中水温降至60°左右时，投入碳酸钠8份、连续搅拌5分钟，转速控制在2000转/min；
(2.5)保持反应釜中60°左右水温，投入偶联剂4份、连续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.6)待反应釜中水温降至40°左右时，先加入硅酸钾35份，搅拌5分钟，转速1500转/min，再投入自制絮凝剂25份，继续搅拌10分钟，转速控制在1500转/min；
(2.7)当反应釜中配制的化合物温度冷却至常温时，即得磷石膏无害化离子互换剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种磷石膏无害化离子互换剂，其特征在于，由以下重量配比的原料混合而成：氯化钙5～10份、氯化铝1～6份、磷酸盐2～13份、偶联剂1～8份、自制絮凝剂3～38份、硫酸铜1～8份、硅酸钾12～60份、改性硅藻土1～14份、碳酸钠1～22份和去离子水30～400份。
2.根据权利要求1所述的磷石膏无害化离子互换剂，其特征在于，原料的重量配比为：氯化钙3～7份、氯化铝1～3份、磷酸盐4～8份、偶联剂2～4份、自制絮凝剂10～30份、硫酸铜1～3份、硅酸钾20～40份、改性硅藻土2～6份、碳酸钠5～9份和去离子水80～240份。
3.根据权利要求2所述的磷石膏无害化离子互换剂，其特征在于，原料的重量配比为：氯化钙6份、氯化铝2份、磷酸盐5份、偶联剂2份、自制絮凝剂25份、硫酸铜2份、硅酸钾30份、改性硅藻土4份、碳酸钠7份和去离子水120份。
4.一种制备权利要求1～3任一项所述磷石膏无害化离子互换剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备自制絮凝剂：将聚磷氯化铁、聚丙烯酰胺、氢氧化钠、活性氧化铝、次氯酸钠、硝酸锌、去离子水，搅拌直至完全溶解，既得自制絮凝剂；
(2)制备磷石膏无害化离子互换剂：
(2.1)在反应釜中加入80～240份去离子水，加压加热温度控制在180°左右，投入2～6份改性硅藻土，快速搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.2)待反应釜中水温降至120°左右时，投入硫酸铜1～3份、氯化铝1～3份，启动搅拌装置，均匀搅拌15分钟，转速控制在2000转/min；
(2.3)当反应釜中水温降至80°左右时，投入磷酸盐4～8份、氯化钙3～7份，继续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.4)待反应釜中水温降至60°左右时，投入碳酸钠5～9份、连续搅拌5分钟，转速控制在2000转/min；
(2.5)保持反应釜中60°左右水温，投入偶联剂2～4份、连续搅拌10分钟，转速控制在2000转/min；
(2.6)待反应釜中水温降至40°左右时，先加入硅酸钾20～40份，搅拌5分钟，转速1500转/min，再投入自制絮凝剂10～30份，继续搅拌10分钟，转速控制在1500转/min；
(2.7)当反应釜中配制的化合物温度冷却至常温时，即得磷石膏无害化离子互换剂。
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