專利名稱：：由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于工業(yè)廢磷石膏的處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，是一種由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法。
背景技術(shù)：
：磷石膏是工業(yè)上利用磷礦石粉濕法生產(chǎn)磷酸及磷酸銨化肥時(shí)所產(chǎn)生的廢渣。這種廢渣具有酸性，嚴(yán)重污染環(huán)境，被世界各國(guó)看成是第一化工廢渣。如何處理這種廢渣已成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問題。由于磷石膏中含有游離碳、鹽酸、硫酸等多種雜質(zhì)，難以充分利用，目前僅有少部分用作水泥緩凝劑及制酸聯(lián)產(chǎn)水泥，而大部分磷石膏閑置浪費(fèi)，不但需要占地存放，而且還造成環(huán)境污染。近年來(lái)，雖有越來(lái)越多的人對(duì)磷石膏的利用問題進(jìn)行研究，但尚未找到一個(gè)對(duì)磷石膏進(jìn)行除黑、除酸的有效途徑。有人曾提出用石灰去中和磷石膏中的酸，但這種方法又產(chǎn)生氟化轉(zhuǎn)、磷酸鈣等新的不易除去的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)影響石膏制品的性能，從而限制了磷石膏的充分利用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，這種方法工藝簡(jiǎn)單，制得的熟磷石膏使用性能好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟a、除黑色雜質(zhì)將一定量的工業(yè)廢磷石膏置于水洗中和池中，加水適量，邊攪拌邊加入一定比例的懸浮劑，充分?jǐn)嚢瑁钩貎?nèi)的物料形成均勻混濁粘稠狀漿料，然后靜置使其分層；打開排液開關(guān)，將上層的黑色漂浮物和中層的灰色乳濁液排出，底層的物料留置于池內(nèi)；b、除酸向a步驟中形成的物料中加水適量，邊攪拌邊加入適量中和劑，至PH值為6.5—7，攪拌均勻后靜置分層；打開排液開關(guān)，將上層的乳濁液排出，下層的物料留置池內(nèi)；c、除硬質(zhì)點(diǎn)將b步驟中形成的物料流經(jīng)篩網(wǎng)，篩出硬質(zhì)雜質(zhì)，得到的漿料即為可用漿料；d、制得成品將C步驟中得到的可用漿料經(jīng)水洗后進(jìn)行沉降，所得濕石膏料經(jīng)烘干后即得熟石膏料。按照上述方法制備熟磷石膏，a步驟除黑色雜質(zhì)的操作應(yīng)進(jìn)行兩遍。進(jìn)行第一遍除黑色雜質(zhì)的操作時(shí)，加水量為液面超過物料表面50—60cm，加入的懸浮劑的量占懸浮劑總用量的3/4;進(jìn)行第二遍除黑色雜質(zhì)的操作時(shí)，加水量為液面超過物料表面40—50cm。按照上述方法制備熟磷石膏，d步驟制得成品過程中，在用水清洗漿料時(shí)應(yīng)清洗兩次，第二次清洗后的水可收集用于a步驟除黑色雜質(zhì)中的第一遍操作。本發(fā)明a步驟和b步驟中排出的液體排至中和絮凝池，加入適量中和劑調(diào)節(jié)PH值為6.5—7后，再加入池內(nèi)液體總體積2—3%的絮凝劑，經(jīng)絮凝處理后的水可予以排放。本發(fā)明所說的懸浮劑為油酸和煤油按1:3的比例混合而成。所說的中和劑為NaOH的水溶液，其濃度為10%。磷石膏外觀之所以呈灰色，是因?yàn)槠渲泻须s質(zhì)游離碳和小塊粉狀磷灰石。小塊磷灰石可通過過濾除去，游離碳可通過加入特制的懸浮劑除去。本發(fā)明使用油酸和煤油按1:3的比例制成的具有特殊效果的懸浮劑，這種懸浮劑不溶于水，但在充分?jǐn)嚢璧臈l件下可被游離碳吸附，共同漂浮在水面上層，從而可以一同除去。這種懸浮劑在用堿中和至中性時(shí)易生成可溶于水的物質(zhì)，因而多余的懸浮劑可在水洗過程中除去，避免了懸浮劑造成的危害。磷石膏散發(fā)出的異味是由于其中含有酸所致。磷石膏中含有氫氟酸、鹽酸、硫酸、磷酸等多種酸，本發(fā)明使用10%的氫氧化鈉溶液作為中和劑，既可與這些酸完全反應(yīng)，又能生成溶于水的鹽。在上述操作中，所形成的乳濁液和漂浮物經(jīng)絮凝處理后，剩余的水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)造成環(huán)境污染。另外，磷石膏中的硬質(zhì)點(diǎn)可通過篩網(wǎng)除去。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制得的熟磷石膏性能好，用途廣泛。經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明制得的熟磷石膏既可單獨(dú)使用，也可摻于普通高強(qiáng)石膏中使用，其性能可與普通高強(qiáng)石膏比美，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)測(cè)算，若將本發(fā)明制得的熟磷石膏按30%的比例摻于普通高強(qiáng)石膏中，則每生產(chǎn)11113石膏板可降低成本100元。本發(fā)明的實(shí)施，可使工業(yè)廢磷石膏變廢為寶，得到充分利用，具有較好的社會(huì)效益。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、按以下步驟制備熟磷石膏a、除黑色雜質(zhì)將2噸工業(yè)廢磷石膏置于容積為3mS的水洗中和池中，加水至液面超過磷石膏表面50—60cm，以100r/min的速度攪拌，5分鐘后緩慢加入3公斤懸浮劑，該懸浮劑是用油酸和煤油按l:3的比例混合而成；充分?jǐn)嚢?小時(shí)后使物料形成均勻混濁粘稠狀漿料，靜置2小時(shí)，待漿料分層清晰，打開排液開關(guān)，將上層呈淺黑色的油狀漂浮物和中層呈灰色的乳濁液排至中和絮凝池中，將下層的物料留置于原池中；再次向原池中加水至液面超過物料表面40—50cm，并以100r/min的速度攪拌，5分鐘后緩慢加入1公斤上述懸浮劑，充分?jǐn)嚢?小時(shí)后使物料形成均勻混濁粘稠狀漿料，靜置2小時(shí)，待漿料分層清晰，打開排液開關(guān)，將上層呈淺黑色的油狀漂浮物和中層呈灰色的乳濁液排至中和絮凝池中，將下層的物料留置于原池中；b、除酸向留置有物料的水洗中和池中加水至液面高于物料40—50cm，并以100r/min的速度攪拌，5分鐘后緩慢加入適量中和劑，直至PH值調(diào)至6.5—7，所述中和劑是10%的氫氧化鈉水溶液；充分?jǐn)嚢?小時(shí)后再靜置2小時(shí)，待漿料分成2層，打開排液開關(guān)，將上層的乳濁液排至中和絮凝池中，將下層的物料留置于原池中；c、除硬質(zhì)點(diǎn)打開放料開關(guān)，讓除黑、除酸后的物料流經(jīng)80目的篩網(wǎng)，物料中的石塊及大沙粒經(jīng)過濾除去；d、經(jīng)過濾后的物料進(jìn)入沉降過濾池水洗2次，經(jīng)沉降得濕磷石膏料，經(jīng)烘干即制得熟磷石膏粉。其中第二次水洗所用的水可回收用于除黑步驟中的第一遍操作。中和絮凝池中收集到的漂浮物和乳濁液可進(jìn)行中和絮凝處理。先用適量上述中和劑，調(diào)節(jié)液體PH值為6.5—7，然后按池內(nèi)液體總體積的2—3%的體積比加入絮凝劑，經(jīng)絮凝處理后的水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，絮凝沉積下的黑泥可用于鋪路。按上述方法制得的熟磷石膏可達(dá)到普通高強(qiáng)石膏的性能。將上述方法制得的熟磷石膏隨機(jī)抽取10袋，每袋3000g，充分混合攪拌均勻，在室溫條件下，對(duì)其細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、結(jié)晶水、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述數(shù)據(jù)是按以下方法進(jìn)行測(cè)定的:1、細(xì)度的測(cè)定取500g試樣，在40土2'C烘至恒重，并在干燥器中冷卻至室溫o稱取50士0.1g試樣，放到安上篩底的0.2mm方孔篩中，蓋上篩蓋。一只手拿住篩子略微傾斜地?cái)[動(dòng)，使其撞擊另一只手，撞擊速度為125次/分鐘，擺動(dòng)幅度為20cm，每擺動(dòng)25次后篩子轉(zhuǎn)動(dòng)90°,繼續(xù)擺動(dòng)。篩至4分鐘時(shí)，去掉篩底，在紙上按上述規(guī)定篩分1分鐘，秤重篩在紙上的試樣，當(dāng)其小于O.lg時(shí)，認(rèn)為篩分完成，稱其篩余量，精確到0.1g。細(xì)度以篩余量的百分比2、凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定取500g試樣，充分?jǐn)嚢?，然后在凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀上按下述步驟連續(xù)測(cè)定兩次稱取200土lg試樣，按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量稱量出配制漿料所用的水量，將水倒入攪拌碗中，在5s內(nèi)將試樣倒入水中，攪拌30s，得到均一的料槳，并將料漿倒入環(huán)模中。為了排除料漿中的空氣，將玻璃底板抬高約10mm，上下振動(dòng)5次。用刮刀刮去溢漿，使其與環(huán)模上端齊平。將裝滿料漿的環(huán)模連同玻璃底板放在儀器的鋼針下，使針尖與料漿的表面相接觸，并離開環(huán)模邊大于10mm，迅速放松桿上的固定螺絲，針即自由插入料漿中。針的插入和升起每隔30s重復(fù)一次，每次都應(yīng)改變插點(diǎn)，并將針擦凈、校直。記錄從試樣與水接觸開始到鋼針第一次碰不到玻璃底板所經(jīng)歷的時(shí)間，，即為試樣的初凝時(shí)間；記錄從試樣與水接觸開始到鋼針插入料漿的深度不大于lmm所經(jīng)歷的時(shí)間，即為試樣的終凝時(shí)間。3、結(jié)晶水的測(cè)定稱取試樣3.0土0.1g，準(zhǔn)確到0.0001g，放在已灼燒恒重的瓷坩堝內(nèi)，將試樣放入36(TC的高溫爐中干燥1小時(shí)取出，然后放在干燥器內(nèi)冷卻到室溫稱量，計(jì)算失去的水分的百分含量即為結(jié)晶水量結(jié)晶水量=[(WrW2)/W2]xl00%式中W1:干燥前重量w2:干燥后重量取兩個(gè)試樣，若所測(cè)值與平均值之差小于10%，則取其平均值；若所測(cè)值與平均值之差大于等于10%，則應(yīng)重做。4、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定試驗(yàn)前，將稠度儀的筒體內(nèi)部及玻璃板擦凈，并保持濕潤(rùn)。將筒體垂直放置至玻璃板上，筒體中心與玻璃板下一組同心圓的中心重合。將估計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的水倒入攪拌碗中，試樣300±lg在5s之內(nèi)倒入水中，用攪拌棒攪拌30s，得到均勻的石膏漿，使其與筒體上端面平齊。從試樣與水接觸開始至總時(shí)間為50s時(shí)，開動(dòng)儀器提升機(jī)構(gòu)，待筒體提去后，測(cè)定料漿擴(kuò)展成的試餅兩垂直方向的直徑，計(jì)算其平均值。記錄連續(xù)兩次料槳擴(kuò)展直徑等于180±5mm時(shí)的加水量，該水量與試樣的重量比即為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。5、抗折強(qiáng)度的測(cè)定稱取試樣1000±lg，按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量量水并倒入攪拌鍋中，在30s內(nèi)將試樣均勻撒入水中，靜置lmin，用攪拌棒在30s內(nèi)攪拌30次，得到均勻料漿。接著用料勺以3r/min的速度攪拌，使?jié){料保持懸浮狀態(tài)，直至開始稠化。當(dāng)料槳從料勺上慢慢滴落在料漿表面能形成一個(gè)小圓錐時(shí)，用料勺將料漿灌入預(yù)先涂有一薄層礦物油的試模內(nèi)。試模充滿后，將模子的一端用手抬起約10mm，突然使其落下，如此震動(dòng)5次，以排出料漿中的氣泡，當(dāng)從溢出的料漿中看出已經(jīng)初凝時(shí)，用刮刀刮去溢漿，但不必摸光表面。待水與試樣接觸開始至1.5h時(shí)，在試樣表面編號(hào)并拆模。脫模后的試件存放至試樣與水接觸開始達(dá)2h所做的抗折強(qiáng)度測(cè)定值為濕強(qiáng)度。脫模后的試件存放至試樣與水接觸開始達(dá)3天，在40士2。C下烘至恒重(烘干時(shí)間相隔lh的重量差不超過lg即為恒重)，并在干燥器中冷卻到室溫，所做的抗折強(qiáng)度測(cè)定值為干恒抗折強(qiáng)度。6、抗壓強(qiáng)度測(cè)定用做完抗折試驗(yàn)后的各六個(gè)半塊試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)時(shí)將試件放在抗壓夾具內(nèi)，試件的成型面與受壓面垂直，受壓面積為40.0mmx62.5mm。將抗壓夾具連同試件置于抗壓試驗(yàn)機(jī)上下臺(tái)板之間，下臺(tái)板球軸應(yīng)通過試件受壓面的中心。開動(dòng)機(jī)器，使試件在加載2040s內(nèi)破壞。記錄每個(gè)試件的破壞載荷P。抗壓強(qiáng)度Rc按下式計(jì)算Rc=P/2500式中Rc-…抗壓強(qiáng)度，MPaP…-破壞載荷，N計(jì)算六個(gè)抗壓強(qiáng)度的平均值，如果測(cè)得的六個(gè)值與他們平均值的差不大于10%，則用該平均值作為抗壓強(qiáng)度；如果某個(gè)值與平均值的差大于10%，應(yīng)將此值舍去，以其余的值計(jì)算平均值；如果兩個(gè)以上的值與平均值的差大于10%，應(yīng)重做試驗(yàn)。權(quán)利要求1、一種由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是包括以下步驟a、除黑色雜質(zhì)將一定量的工業(yè)廢磷石膏置于水洗中和池中，加水適量，邊攪拌邊加入一定比例的懸浮劑，充分?jǐn)嚢?，使池?nèi)的物料形成均勻混濁粘稠狀漿料，然后靜置使其分層；打開排液開關(guān)，將上層的黑色漂浮物和中層的灰色乳濁液排出，底層的物料留置于池內(nèi)；b、除酸向a步驟中形成的物料中加水適量，邊攪拌邊加入適量中和劑，至PH值為6.5—7，攪拌均勻后靜置分層；打開排液開關(guān)，將上層的乳濁液排出，下層的物料留置池內(nèi)；c、除硬質(zhì)點(diǎn)將b步驟中形成的物料流經(jīng)篩網(wǎng)，篩出硬質(zhì)雜質(zhì)，得到的漿料即為可用漿料；d、制得成品將c步驟中得到的可用漿料經(jīng)水洗后進(jìn)行沉降，所得濕石膏料經(jīng)烘干后即得熟石膏料。2、按照權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是a步驟除黑色雜質(zhì)的操作應(yīng)進(jìn)行兩遍。3、按照權(quán)利要求2所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是a步驟中進(jìn)行第一遍除黑色雜質(zhì)的操作時(shí)，加水量為液面超過物料表面50—60cm，加入的懸浮劑的量占懸浮劑總用量的3/4;進(jìn)行第二遍除黑色雜質(zhì)的操作時(shí)，加水量為液面超過物料表面40—50cm。4、按照權(quán)利要求2所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是d步驟制得成品過程中，在用水清洗漿料時(shí)應(yīng)清洗兩次，第二次清洗后的水可收集用于a步驟除黑色雜質(zhì)中的第一遍操作。5、按照權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是a步驟和b步驟中排出的液體排至中和絮凝池，加入適量中和劑調(diào)節(jié)PH值為6.5—7后，再加入池內(nèi)液體總體積2—3%的絮凝劑，經(jīng)絮凝處理后的水可予以排放。6、按照權(quán)利要求1或3所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是所說的懸浮劑為油酸和煤油按一定比例混合而成。7、按照權(quán)利要求6所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是所說的懸浮劑為油酸和煤油按1:3的比例混合而成。8、按照權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是a步驟中每處理1噸物料加入懸浮劑的總量為1.5—2公斤。9、按照權(quán)利要求1或5所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是所說的中和劑為NaOH的水溶液。10、按照權(quán)利要求9所述的由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其特征是NaOH溶液的濃度為10%。全文摘要一種由工業(yè)廢磷石膏制備熟磷石膏的方法，其制備步驟是先在加水?dāng)嚢璧臈l件下用特制的懸浮劑除去原料中的黑色雜質(zhì)，再用中和劑除去原料中的酸，然后經(jīng)過濾除去原料中的硬質(zhì)點(diǎn)，最后經(jīng)沉降、烘干制得成品。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制得的熟磷石膏性能好，用途廣泛。本發(fā)明制得的熟磷石膏既可單獨(dú)使用，也可摻于普通高強(qiáng)石膏中使用，其性能可與普通高強(qiáng)石膏比美，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。文檔編號(hào)C04B11/26GK101412594SQ20081015971公開日2009年4月22日申請(qǐng)日期2008年11月4日優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日發(fā)明者曹玉寶,宏王申請(qǐng)人:濰坊學(xué)院