專利名稱：磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工廢棄物的處理，具體而言，涉及磷石膏的改性和無(wú)害化處理。
背景技術(shù)：
眾所周知，生產(chǎn)復(fù)合磷肥和磷酸鹽都需要磷酸，而生產(chǎn)濕法磷酸必將產(chǎn)生大量的廢渣一一磷石膏。磷石膏是一種酸性廢棄物，其中含有大量的硫酸根，還有砷和氟的化合物，以及多種重金屬。迄今為止，磷化工企業(yè)的磷石膏除了少量得到利用而外，絕大部分仍然堆放在堆放場(chǎng)地。這樣堆放，一旦遇到下雨，其中的有害物質(zhì)隨雨水溢出，會(huì)對(duì)周邊的土地和水體造成嚴(yán)重的污染，危害環(huán)境。某企業(yè)曾經(jīng)因?yàn)槎逊帕资嗟膲慰逅?，壩中污水污染了一條江，危害了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的沿岸居民。同時(shí)，磷石膏中的主要成分硫酸鈣又是可利用的資源。因此尋求使磷石膏的資源化和無(wú)害化成為人們急待解決的課題。目前，涉及磷石膏利用的專利申請(qǐng)件逐漸增加，例如200410021766. 4號(hào)“用磷石膏生產(chǎn)建筑裝飾材料和墻體材料的方法”、200410081601. 6號(hào)“用磷石膏生產(chǎn)的型材及其制法”、200510021180. 2號(hào)《一種磷石膏綜合利用的方法》、2006100487 . 2號(hào)《一種煤矸石與磷石膏綜合利用的方法》、200710112768. 8號(hào)《濕法磷酸磷石膏堆場(chǎng)淋溶水回收利用方法》以及200820081540. 7號(hào)《一種磷石膏分解循環(huán)流化床余熱利用一體化裝置》等，這些利用磷石膏的技術(shù)方案，投資高，實(shí)施比較困難，因此能夠處理的磷石膏數(shù)量有限。目前仍然有大量的磷石膏堆積如山，其安全隱患猶存。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法，以解決磷石膏的資源化和無(wú)害化問(wèn)題。發(fā)明人提供的磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法包括以下步驟 ⑴清洗
將從磷石膏渣場(chǎng)挖出的磷石膏送入清洗池，用清水清洗，帶走部分硫酸根、磷酸根和可溶性無(wú)機(jī)鹽，其中含有部分重金屬的離子；洗水送入石灰乳池，用于消化生石灰，制備石灰乳；
(2)中和
將清洗過(guò)的磷石膏送入帶攪拌器的中和槽內(nèi)，加入石灰乳，高強(qiáng)度攪拌下混合反應(yīng)，石灰乳與磷石膏中殘余的硫酸根和磷酸根發(fā)生中和反應(yīng)，生成硫酸鈣和磷酸鈣，從而除去硫酸根和磷酸根； ⑶脫水
將磷石膏通過(guò)濾水篩，振動(dòng)下脫出其中水分； (4)煅燒
將脫水后的磷石膏送入隧道窯高溫煅燒，脫出磷石膏的結(jié)晶水、I32O5和氟，使其水含量低于10% ；再將經(jīng)過(guò)煅燒的磷石膏送入磨機(jī)磨細(xì)；(5)包裝
將磨細(xì)的磷石膏粉裝袋，送入庫(kù)房。上述第一步中，所述清水的量為磷石膏質(zhì)量的1 1. 5倍。上述第二步中，所述磷石膏與石灰乳的比例控制為2 3 1，所述攪拌時(shí)間為15 分鐘。上述第三步中，所述濾水篩為60 100目，所述振動(dòng)的頻率為1 2次/秒。上述第四步中，磷石膏在隧道窯高溫煅燒的溫度為700°C 800°C，煅燒時(shí)間為 20 30分鐘；經(jīng)過(guò)煅燒的磷石膏在磨機(jī)中磨到400 1200目；所述磨機(jī)是球磨機(jī)或雷蒙磨機(jī)。上述第五步中，所述裝袋的袋子為聚氯乙烯內(nèi)袋加聚丙烯纖維編織袋。磷石膏經(jīng)過(guò)改性后，P205、F2及水分明顯降低，經(jīng)中科院地化所檢測(cè)，磷石膏改性后其放射性指標(biāo)未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了磷石膏的無(wú)害化。發(fā)明人指出，本發(fā)明制得的改性磷石膏粉，是一種建筑材料的原料，可用來(lái)制作磷石膏高強(qiáng)度水泥纖維板，由這種纖維板制作的改性磷石膏夾心板材，用于墻體材料、樓板和屋面板具有良好的抗凍、保溫、隔熱、耐腐蝕、防水、防火、強(qiáng)度高、比重輕等性能，還具有易于安裝等優(yōu)點(diǎn)，可在城鎮(zhèn)、農(nóng)村房屋建筑中推廣應(yīng)用。本發(fā)明提供的磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法，將磷化工企業(yè)廢渣磷石膏通過(guò)改性，使之資源化，可用于生產(chǎn)建筑材料，符合國(guó)家節(jié)能政策和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向；即便因?yàn)橥顿Y等原因，暫時(shí)不能使用消化，也可長(zhǎng)期堆存而不會(huì)危害環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例取貴州省某企業(yè)排放的磷石膏為原料，經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 如下表所示
成分SO3CaOSiO2FMgOAl2O3Fe2O3含量39. 4631. 404. 990.2 0.040. 040.21成分P2O5Na2OK2OTiO2MnO燒失量合計(jì)含量1. 180. 090. 090.07 0.01 21.76100
清洗將從磷石膏渣場(chǎng)挖出的磷石膏送入清洗池，用磷石膏量1. 2倍的清水清洗，帶走部分硫酸根、磷酸根和可溶性無(wú)機(jī)鹽；洗水送入石灰乳池，用于消化生石灰，制備石灰乳；
中和將清洗過(guò)的磷石膏送入帶攪拌器的中和槽內(nèi)，加入磷石膏量1/3的石灰乳，高強(qiáng)度攪拌15分鐘，石灰乳與磷石膏混合，與殘余的硫酸根和磷酸根發(fā)生中和反應(yīng)，從而除去硫酸根和磷酸根；
脫水將磷石膏通過(guò)100目的濾水篩，以2次/秒頻率振動(dòng)，脫出其中水分； 煅燒磷石膏送入隧道窯在800°C下高溫煅燒30分鐘，脫出磷石膏中的結(jié)晶水、P2O5和氟，使其水含量低于10% ；再將經(jīng)煅燒的磷石膏送入球磨機(jī)磨細(xì)到400 500目；
包裝用聚氯乙烯內(nèi)袋加聚丙烯纖維編織袋包裝磷石膏粉，每袋50kg，送入庫(kù)房堆存。
此時(shí)磷石膏的成分經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))如下表所示 成分 SO3 CaO SiO2 F MgO Al2O3 Fe2O3 含量 44.46 32.40 2.99 0.04 0.02 0.02 0. 18Na2O K2O TiO2 MnO 燒失量合計(jì) 0.04 0.04 0.04 0.01 19.67 100
3%, F^O. 1%，符合生產(chǎn)建材的要求，實(shí)現(xiàn)了磷石膏的資源化和無(wú)害 P2O權(quán)利要求
1.磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟⑴清洗將從磷石膏渣場(chǎng)挖出的磷石膏送入清洗池，用清水清洗，帶走部分硫酸根、磷酸根和可溶性無(wú)機(jī)鹽，其中含有部分重金屬的離子；洗水送入石灰乳池，用于消化生石灰，制備石灰乳；(2)中和將清洗過(guò)的磷石膏送入帶攪拌器的中和槽內(nèi)，加入石灰乳，高強(qiáng)度攪拌下混合反應(yīng)，石灰乳與磷石膏中殘余的硫酸根和磷酸根發(fā)生中和反應(yīng)，生成硫酸鈣和磷酸鈣，從而除去硫酸根和磷酸根；⑶脫水將磷石膏通過(guò)濾水篩，振動(dòng)下脫出其中水分；(4)煅燒將脫水后的磷石膏送入隧道窯高溫煅燒，脫出磷石膏的結(jié)晶水、P2O5和氟，使其水含量低于10% ；再將經(jīng)過(guò)煅燒的磷石膏送入磨機(jī)磨細(xì)；(5)包裝將磨細(xì)的磷石膏粉裝袋，送入庫(kù)房。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑴步中，所述清水的量為磷石膏質(zhì)量的 1 1. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑵步中，所述磷石膏與石灰乳的比例控制為2 3 1，所述攪拌時(shí)間為15分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(3)步中，所述濾水篩為60 100目， 所述振動(dòng)的頻率為1 2次/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(4)步中，所述磷石膏在隧道窯高溫煅燒的溫度為700°C 800°C，煅燒時(shí)間為20 30分鐘；經(jīng)過(guò)煅燒的磷石膏在磨機(jī)中磨到400 1200目；所述磨機(jī)是球磨機(jī)或雷蒙磨機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第(5)步中，所述裝袋的袋子為聚氯乙烯內(nèi)袋加聚丙烯纖維編織袋。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磷石膏的改性及無(wú)害化處理方法，其方法包括以下步驟⑴清洗，⑵中和，⑶脫水，(4)煅燒，(5)包裝。本發(fā)明方法制得的改性磷石膏粉，是一種建筑材料的原料，可用來(lái)制作磷石膏高強(qiáng)度水泥纖維板，由這種纖維板制作的改性磷石膏夾心板材，用于墻體材料、樓板和屋面板具有良好的抗凍、保溫、隔熱、耐腐蝕、防水、防火、強(qiáng)度高、比重輕等性能，還具有易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。本方法將磷化工企業(yè)廢渣磷石膏通過(guò)改性處理，使之資源化，可用于生產(chǎn)建筑材料，符合國(guó)家節(jié)能政策和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向；即便因?yàn)橥顿Y等原因，暫時(shí)不能使用消化，也可長(zhǎng)期堆存而不會(huì)危害環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。
文檔編號(hào)C04B11/26GK102351448SQ20111018892
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者馬興祥 申請(qǐng)人:貴州凱德邦高新技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司