CN216711610U - 一种磷石膏除杂提纯系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种磷石膏除杂提纯系统，其送料装置与浮选除色装置的进料端连通；浮选除色装置的溢流端和底流端分别与第一浓缩单元的进料口和重选除硅装置的进料端连通；重选除硅装置的溢流端与重选除色装置的进料端连通，且其底流端依次连通设有第一过滤单元和第一储料单元；重选除色装置的溢流端与第二浓缩单元的进料口连通，且其底流端依次连通设有除可溶离子装置和第二储料单元；第一浓缩单元和第二浓缩单元的溢流口均与回水收集池连通，第一浓缩单元的底流口依次连通设有第二过滤单元和第三储料单元，第二浓缩单元的底流口依次连通设有第三过滤单元和第四储料单元。该系统不仅分离效果好，而且提升了所回收二水石膏的品质，并符合环保要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工固废提纯技术领域，尤其涉及一种磷石膏除杂提纯系统。
背景技术
磷石膏是磷化工行业湿法磷酸过程中的副产物，其主要成分为二水硫酸钙，含量约70％～80％，其余杂质主要含有二氧化硅、黑色有机质，通常生产1吨磷酸可产生4.5～5.0吨磷石膏副产物。中国磷化工产业发展快速，已成为世界最大的磷肥生产国，因此磷石膏的排放量规模也是十分巨大。
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性氟也对长江水环境安全构成较大风险隐患，磷石膏中主要的物质是二水硫酸钙，其含量为70％～80％。将磷石膏中的二水硫酸钙提纯，去除磷石膏中含有的二氧化硅、黑色有机质以及有害的可溶性盐类等杂质可使其代替传统石膏矿石作为石膏制品的原料，既保护环境又可实现了资源的综合利用。现有磷石膏除杂提纯工艺的分离效果差，提纯所得二水石膏的品质一般，而且排废量较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种磷石膏除杂提纯系统，该系统不仅分离效果好，而且提升了所回收二水石膏的品质，并符合环保要求。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种磷石膏除杂提纯系统，包括送料装置、浮选除色装置、重选除硅装置、重选除色装置、除可溶离子装置以及第一浓缩单元、第二浓缩单元和回水收集池；
所述送料装置与浮选除色装置的进料端连通，送料装置用于向浮选除色装置输送磷石膏浆料；
所述浮选除色装置的溢流端与第一浓缩单元的进料口连通，浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端连通，浮选除色装置用于去除磷石膏浆料中的黑色杂质；
所述重选除硅装置的溢流端与重选除色装置的进料端连通，重选除硅装置的底流端依次连通设有第一过滤单元和第一储料单元，重选除硅装置用于去除磷石膏浆料中的粗粒级二氧化硅和未溶解的磷矿石，第一过滤单元用于过滤分离后的二氧化硅浆料中的固料和水，第一储料单元用于收集含硅精料；
所述重选除色装置的溢流端与第二浓缩单元的进料口连通，重选除色装置的底流端依次连通设有除可溶离子装置和第二储料单元，重选除色装置用于去除磷石膏浆料中的深色石膏和细粒级二氧化硅，除可溶离子装置用于去除二水石膏浆料中的可溶性盐，第二储料单元用于收集二水石膏精料；
所述第一浓缩单元的溢流口与回水收集池连通，第一浓缩单元的底流口依次连通设有第二过滤单元和第三储料单元，第一浓缩单元用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的黑色杂质，第二过滤单元用于分离浓缩后的黑色杂质中的固料和水，第三储料单元用于收集黑色杂质；
所述第二浓缩单元的溢流口与回水收集池连通，第二浓缩单元的底流口依次连通设有第三过滤单元和第四储料单元，第二浓缩单元用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的深色石膏和细粒级二氧化硅，第三过滤单元用于分离浓缩后的深色石膏和细粒级二氧化硅中的固料和水，第四储料单元用于收集深色石膏。
进一步的，所述浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端之间连通设有分级装置，分级装置的细物料排料端与重选除色装置的进料端连通，分级装置的粗物料排料端与重选除硅装置的进料端连通，分级装置用于分级磷石膏浆料中的大颗粒矿物。
进一步的，所述分级装置包括若干并联的分级单元。
进一步的，所述浮选除色装置包括若干进料口与底流口串联的浮选除色单元，每一浮选除色单元的底流口均连通设有搅拌缓冲桶和第一输浆泵。
进一步的，所述重选除硅装置包括第一浆料均分单元以及若干并联的重选除硅单元，第一浆料均分单元的出料口与每一重选除硅单元的进料口均连通。
进一步的，所述重选除色装置包括第二浆料均分单元以及若干并联的重选除色单元，第二浆料均分单元的出料口与每一重选除色单元的进料口均连通。
进一步的，所述除可溶离子装置为带式过滤机。
进一步的，所述送料装置包括依次相连通的搅拌储料单元和第二输浆泵。
进一步的，所述搅拌储料单元的进料口设有过滤装置，过滤装置用于过滤磷石膏浆料中的大颗粒物料和絮状物。
本实用新型的有益效果为：
该除杂提纯系统能够实现对黑色杂质、二氧化硅、可溶盐的有效分离，分离效果好；通过该除杂提纯系统制得的二水石膏品质大幅度提高，可满足石膏材料使用标准；该除杂提纯系统的整个生产过程实现污水零排放，符合环保要求；现有分级单元成本低，分级装置的加入可大大降低重选除硅装置的处理量，节约成本。
附图说明
图1为本实用新型除杂提纯系统的结构示意图。
标注说明：1、过滤装置，2、搅拌储料单元，3、第二输浆泵，4、浮选除色单元，5、搅拌缓冲桶，6、第一输浆泵，7、分级单元，8、第一浆料均分单元，9、重选除硅单元，10、第一过滤单元，11、第一储料单元，12、第二浆料均分单元，13、重选除色单元，14、除可溶离子装置，15、第二储料单元，16、第二浓缩单元，17、第三过滤单元，18、第四储料单元，19、第一浓缩单元，20、第二过滤单元，21、第三储料单元，22、回水收集池。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1所示，一种磷石膏除杂提纯系统，包括送料装置、浮选除色装置、重选除硅装置、重选除色装置、除可溶离子装置14以及第一浓缩单元19、第二浓缩单元16和回水收集池22。
送料装置与浮选除色装置的进料端连通，送料装置用于向浮选除色装置输送磷石膏浆料。
本实施例中，送料装置包括依次相连通的搅拌储料单元2和第二输浆泵3。搅拌储料单元2用于搅拌浆料使浮选药剂与浆料混合均匀，其可以为搅拌槽或其他可以实现对磷石膏浆料搅拌的容器，第二输浆泵3用于将磷石膏浆料泵入浮选除色装置中。上述送料装置可对物料进行前(预)处理，减少浆料中的杂质并使药剂与矿物提前产生吸附作用，避免设备堵塞，优化分选效果。
优选的是，搅拌储料单元2的进料口设有过滤装置1，过滤装置1用于过滤磷石膏浆料中的大颗粒物料和絮状物，其可以为简易隔筛或其他可以过滤的设备，筛网孔径为3mm～30mm，本实施例选用15mm。
浮选除色装置的溢流端与第一浓缩单元19的进料口连通，浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端连通，浮选除色装置用于去除磷石膏浆料中的黑色杂质。
本实施例中，浮选除色装置包括若干串联的浮选除色单元4，每一浮选除色单元4的底流口均连通设有搅拌缓冲桶5和第一输浆泵6，搅拌缓冲桶5用于储存经过浮选除色单元处理后的磷石膏浆料，搅拌缓冲桶5还可以采用其他能够实现对磷石膏浆料存储的容器。
具体的，浮选除色单元4为浮选设备，包括浮选柱、浮选槽等使用泡沫浮选工艺分离矿物的设备。
需要说明的是，为保证浮选选别效果，浮选除色单元4可多次串联，数量不受限制。
重选除硅装置的溢流端与重选除色装置的进料端连通，重选除硅装置的底流端依次连通设有第一过滤单元10和第一储料单元11，重选除硅装置用于去除磷石膏浆料中的粗粒级二氧化硅和未溶解的磷矿石，第一过滤单元10用于过滤分离后的二氧化硅浆料中的固料和水，第一储料单元11用于收集含硅精料。
本实施例中，重选除硅装置包括第一浆料均分单元8以及若干并联的重选除硅单元9，第一浆料均分单元8的出料口与每一重选除硅单元9的进料口均连通，第一浆料均分单元8用于均分浆料。其中，第一浆料均分单元8的进料口作为重选除硅装置的进料端。
具体的，重选除硅单元9选用利用不同矿物间的比重差异和粒度差异并借助于重力或离心力等将不同矿物进行分离而实现分选的重选设备；第一浆料均分单元8选用湿式分样机或者其他可实现浆料均分的设备；第一过滤单元10选用离心过滤机。
按照上述技术方案，经过重选除硅装置分离后的二氧化硅浆料流入第一过滤单元10后，经过第一过滤单元10将二氧化硅浆料中的二氧化硅成分进行过滤分离，得到二氧化硅精料，再将二氧化硅精料下料至第一储料单元11中进行存储，滤液进入回水收集池22回用(图中未示出)。
重选除色装置的溢流端与第二浓缩单元16的进料口连通，重选除色装置的底流端依次连通设有除可溶离子装置14和第二储料单元15，重选除色装置用于去除磷石膏浆料中的深色石膏和细粒级二氧化硅，除可溶离子装置14用于去除二水石膏浆料中的可溶性盐，第二储料单元15用于收集二水石膏精料。
本实施例中，重选除色装置包括第二浆料均分单元12以及若干并联的重选除色单元13，第二浆料均分单元12的出料口与每一重选除色单元13的进料口均连通，第二浆料均分单元12用于均分浆料。其中，第二浆料均分单元12的进料口作为重选除色装置的进料端。
具体的，重选除色单元13选用利用不同矿物间的比重差异和粒度差异并借助于重力或离心力等将不同矿物进行分离而实现分选的重选设备；第二浆料均分单元12选用湿式分样机或者其他可实现浆料均分的设备；除可溶离子装置14选用带式过滤机等将水与颗粒分离的设备，优选为带式过滤机，实际选型为真空带式压榨风干脱水机；第二储料单元15选用阳光棚或其他堆放二水石膏精料的容器。
按照上述技术方案，经过重选除色装置分离后的二水石膏浆料流入除可溶离子装置14后，经过除可溶离子装置14将二水石膏浆料中的可溶性盐成分进行过滤分离，得到二水石膏精料，再将二水石膏精料下料至第二储料单元15中进行存储。
必要的是，除可溶离子装置14运行过程中须补加清水洗涤，为得到合格的二水石膏产品，清水可多次添加，次数为1～20次。
作为其中一种较佳的实施方式，浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端之间连通设有分级装置，分级装置的进料端与浮选除色装置的底流端连通，分级装置的细物料排料端与重选除色装置的进料端连通，分级装置的粗物料排料端与重选除硅装置的进料端连通，分级装置用于分级磷石膏浆料中的大颗粒矿物。
本实施例中，分级装置包括若干并联的分级单元7。
具体的，分级单元7选用水力旋流器或其他可实现分级的设备。
按照上述技术方案，分级装置可以将磷石膏浆料中的大颗粒矿物分离出来，重选除硅装置仅需去除分级后大颗粒矿物中的粗粒级二氧化硅和未溶解的磷矿石，经过分级装置的分级处理，极大地减少了重选除硅装置的处理量，节约了成本。分级装置分离出的细粒级矿物与重选除硅装置分离出来的石膏共同进入重选除色装置。
需要说明的是，因处理量和分离效果的影响，重选除硅单元9、重选除色单元13和分级单元7的数量不受限制，可以是一台或者多台。例如，分级装置将磷石膏浆料中的大颗粒矿物分离进入重选除硅装置进行处理，单台分级单元7处理量较小，根据处理量大小可选择多台分级单元7；增设分级装置后，重选除硅装置的处理量减少，根据处理量大小可选择一台重选除硅单元9。
第一浓缩单元19的溢流口与回水收集池22连通，第一浓缩单元19的底流口依次连通设有第二过滤单元20和第三储料单元21，第一浓缩单元19用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的黑色杂质，第二过滤单元20用于分离浓缩后的黑色杂质中的固料和水，第三储料单元21用于收集黑色杂质。
具体的，第一浓缩单元19选用斜板浓密机、深锥浓密机、耙式浓密机等基于重力沉降作用的固液分离设备；第二过滤单元20选用压滤机。
按照上述技术方案，第二过滤单元20将压滤处理后的黑色杂质下料至第三储料单元21中进行存储，滤液进入回水收集池22回用(图中未示出)。
第二浓缩单元16的溢流口与回水收集池22连通，第二浓缩单元16的底流口依次连通设有第三过滤单元17和第四储料单元18，第二浓缩单元16用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的深色石膏和细粒级二氧化硅，第三过滤单元17用于分离浓缩后的深色石膏和细粒级二氧化硅中的固料和水，第四储料单元18用于收集深色石膏。
具体的，第二浓缩单元16选用斜板浓密机、深锥浓密机、耙式浓密机等基于重力沉降作用的固液分离设备；第三过滤单元17选用压滤机。
按照上述技术方案，第三过滤单元17将压滤处理后的深色石膏和细粒级二氧化硅下料至第四储料单元18中进行存储，滤液进入回水收集池22回用。
实际生产中，采用本实用新型进行磷石膏除杂提纯的步骤如下：
S1、质量浓度25％～50％磷石膏浆料经过送料装置预处理，去除浆料中大颗粒物料和絮状物后，加入浮选药剂搅拌均匀泵入浮选除色装置进行下一工序，浮选药剂的总量为磷石膏浆料的1％～5％；
S2、浆料经过浮选除色装置分离后，可得到含少部分磷石膏的黑色杂质浆料和去除黑色杂质后的磷石膏浆料，其中黑色杂质浆料进入第一浓缩单元19沉淀浓缩后进行过滤，得到含水量10％～20％黑色杂质固料和回水，回水进入回水收集池22回用；
S3、去除黑色杂质后的磷石膏浆料进入分级装置，得到粗颗粒矿物浆料和细颗粒矿物浆料，其中粗颗粒矿物浆料进入重选除硅装置，细颗粒矿物浆料进入重选除色装置；
S4、粗颗粒矿物浆料经过重选除硅装置后，得到含少量石膏的二氧化硅浆料和去除二氧化硅后的磷石膏浆料，其中含少量石膏的二氧化硅浆料直接经过第一过滤单元10后可得到二氧化硅精料，去除二氧化硅后的磷石膏浆料进入重选除色装置；
S5、S3中细颗粒矿物浆料和S4中去除二氧化硅后的磷石膏浆料经过重选除色装置后，可将浆料中的细粒级二氧化硅和深色石膏分离出来，其经过第二浓缩单元16浓缩后进入第三过滤单元17得到深色石膏和回水，回水进入回水收集池22回用。经过重选除色装置得到的二水石膏浆料进入除可溶盐装置14；
S6、经过除可溶盐装置处理后，得到二水石膏固料和回水，其中，二水石膏固料的含水率为5％～20％。本步骤中去除可溶盐使用的去除介质是水，水温是10℃～80℃、pH值为5～9。具体的，本步骤分两步，第一步，先将浆料中的液体和固料分离，得到滤液和初次处理的二水石膏固料，滤液进入回水收集池22回用，第二步，将水喷洒或混入到初次处理的二水石膏固料通过除可溶盐装置14进行固液分离，得到废水和二水石膏精料，其中废水中和处理后回用。
上述除杂提纯过程中，除去的二氧化硅占磷石膏总量的10％左右，二氧化硅的品位可达70％左右，可直接用于建筑用砂或酵素硅肥等；去除的黑色杂质和深色石膏占磷石膏总量的10％左右，可用于制作水泥缓凝剂；制得的二水石膏品位可达90％～95％，可溶磷低于0.1％、氟低于0.05％、有机质低于0.05％以下，蓝光白度可提高到50～80，其质量标准可满足《磷石膏》GB/T23456-2018一级标准，可用于制作石膏条板、石膏基自流平、纸面石膏板、抹灰石膏等。
总的来说，本实用新型的优点如下：该除杂提纯系统能够实现对黑色杂质、二氧化硅、可溶盐的有效分离，分离效果好；重选除色装置可去除磷石膏中极细的二氧化硅和深色石膏，该粒度范围的二氧化硅和深色石膏通过浮选除色装置难以分离，同时重选除色装置可浓缩浆料，降低后续除可溶盐装置的能耗；通过该除杂提纯系统制得的二水石膏品质大幅度提高，可满足石膏材料使用标准；该除杂提纯系统的整个生产过程实现污水零排放，符合环保要求；现有分级单元7成本低，分级装置的加入可大大降低重选除硅装置的处理量，节约成本。
当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：包括送料装置、浮选除色装置、重选除硅装置、重选除色装置、除可溶离子装置以及第一浓缩单元、第二浓缩单元和回水收集池；
所述送料装置与浮选除色装置的进料端连通，送料装置用于向浮选除色装置输送磷石膏浆料；
所述浮选除色装置的溢流端与第一浓缩单元的进料口连通，浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端连通，浮选除色装置用于去除磷石膏浆料中的黑色杂质；
所述重选除硅装置的溢流端与重选除色装置的进料端连通，重选除硅装置的底流端依次连通设有第一过滤单元和第一储料单元，重选除硅装置用于去除磷石膏浆料中的粗粒级二氧化硅和未溶解的磷矿石，第一过滤单元用于过滤分离后的二氧化硅浆料中的固料和水，第一储料单元用于收集含硅精料；
所述重选除色装置的溢流端与第二浓缩单元的进料口连通，重选除色装置的底流端依次连通设有除可溶离子装置和第二储料单元，重选除色装置用于去除磷石膏浆料中的深色石膏和细粒级二氧化硅，除可溶离子装置用于去除二水石膏浆料中的可溶性盐，第二储料单元用于收集二水石膏精料；
所述第一浓缩单元的溢流口与回水收集池连通，第一浓缩单元的底流口依次连通设有第二过滤单元和第三储料单元，第一浓缩单元用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的黑色杂质，第二过滤单元用于分离浓缩后的黑色杂质中的固料和水，第三储料单元用于收集黑色杂质；
所述第二浓缩单元的溢流口与回水收集池连通，第二浓缩单元的底流口依次连通设有第三过滤单元和第四储料单元，第二浓缩单元用于沉淀浓缩磷石膏浆料中分离出来的深色石膏和细粒级二氧化硅，第三过滤单元用于分离浓缩后的深色石膏和细粒级二氧化硅中的固料和水，第四储料单元用于收集深色石膏。
2.根据权利要求1所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述浮选除色装置的底流端与重选除硅装置的进料端之间连通设有分级装置，分级装置的进料端与浮选除色装置的底流端连通，分级装置的细物料排料端与重选除色装置的进料端连通，分级装置的粗物料排料端与重选除硅装置的进料端连通，分级装置用于分级磷石膏浆料中的大颗粒矿物。
3.根据权利要求2所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述分级装置包括若干并联的分级单元。
4.根据权利要求1所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述浮选除色装置包括若干进料口与底流口串联的浮选除色单元，每一浮选除色单元的底流口均连通设有搅拌缓冲桶和第一输浆泵。
5.根据权利要求1所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述重选除硅装置包括第一浆料均分单元以及若干并联的重选除硅单元，第一浆料均分单元的出料口与每一重选除硅单元的进料口均连通。
6.根据权利要求1所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述重选除色装置包括第二浆料均分单元以及若干并联的重选除色单元，第二浆料均分单元的出料口与每一重选除色单元的进料口均连通。
7.根据权利要求1或6所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述除可溶离子装置为带式过滤机。
8.根据权利要求1所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述送料装置包括依次相连通的搅拌储料单元和第二输浆泵。
9.根据权利要求8所述的一种磷石膏除杂提纯系统，其特征在于：所述搅拌储料单元的进料口设有过滤装置，过滤装置用于过滤磷石膏浆料中的大颗粒物料和絮状物。
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