专利名称：分离制备低氟优质氟石膏的方法
技术领域：
本发明属于化学合成石膏产品加工处理技术领域，涉及一种氢氟酸生产过程中所产生的副产品氟石膏的加工处理方法，即分离制备低氟优质氟石膏的方法。
背景技术：
我国氟化工工业发展已有几十年历史，氢氟酸是氟化工工业的主要产品。利用萤石(CaF2)与硫酸反应生产氢氟酸的过程中产生大量氟石膏，据统计我国目前仅氟化工企业每年排出的氟石膏总量大约就有100万吨。这些氟石膏的主要成分是无水硫酸钙(CaSO4)晶体，并且纯度非常高，可达到90％以上，该晶体比天然石膏细小，粒径一般为几微米至几万微米。石膏作为建筑材料使用的历史悠久，它具有质量轻、强度高等优点，可用于生产多种建筑材料，如水泥缓凝剂、抹灰用粉刷石膏、石膏切块及石膏砖、石膏装饰板等，技术性能均能达到要求，较好地实现了化工废渣的资源化利用。但是，氟石膏中残存有未完全反应的氟化物、硫酸等有害物质，严重污染环境，危害人体健康。在目前的综合治理中主要是在氟石膏中加入石灰或石灰石进行中和反应，把PH值调至中性或碱性后作为氟石膏产品用于制作氟石膏制品。这种方法虽然中和了氟石膏中的酸，但是氟含量仍然较高，对人体和环境有较大的危害，特别是将氟石膏用于制作室内氟石膏制品时如抹灰用粉刷石膏、石膏切块及石膏砖、石膏装饰板等，这种对人体的危害就更明显，如果限制氟石膏在这些方面的应用，就会使氟石膏的利用价值大大降低，资源就得不到有效的利用。如果直接将天然石膏加到氟石膏中，虽然也能降低氟石膏中的氟含量，但由于天然无水石膏较为稀有，且加工后的无水或二水石膏价格比氟石膏高十几倍，这样会提高氟石膏制品的生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种简单易行、有效利用氟石膏的价值、分离制备氟石膏中低氟优质氟石膏的方法，以降低氟石膏制品的生产成本，使氟石膏得到充分利用。
解决本发明技术问题所采用的技术方案即分离制备低氟优质氟石膏的方法是根据生产氢氟酸的过程中产生的氟石膏产品本身粒径不同氟含量不同，选择不同筛孔尺寸对反应生成的氟石膏产品进行筛分，通过筛分，筛上得到低氟含量的优质氟石膏产品，此低氟优质氟石膏可直接用于氟石膏制品的生产；筛下的高氟含量的氟石膏为不合格产品，再进行后续处理。
本发明人针对我国目前氟石膏产品性状，进行了长期跟踪检测，从检测结果中发现，工厂排出的氟石膏产品中的氟含量并不稳定，且变化范围比较大，从几千mg/kg到几万mg/kg，并且产品的氟含量与产品的粒径有一定的关系。不同氟含量产品经不同尺寸筛网筛分后氟含量变化情况参见表1，表1为某公司生产过程中所排出的氟石膏产品中的氟含量变化表，其相应曲线图见图1表1不同氟含量产品经不同尺寸筛网筛分后筛上物氟含量变化情况
结果表明，对于不同氟化工厂的多种氟石膏产品，经不同尺寸筛网筛分之后，筛上物的氟含量随着筛孔尺寸的增大均呈下降趋势。并且从理论上分析得出，在一般情况下，氢氟酸工厂排放出的氟石膏经筛分处理，当筛孔尺寸增大到一定程度时，就可以得到氟含量合格的产品。
也就是说，同一批氟石膏中的氟含量并不均一，而是与产品的粒径范围有关。随着筛孔尺寸的不断增大，氟含量仍呈现不断的下降趋势，但氟含量下降到2000mg/kg以后，随着筛孔尺寸的进一步增大，氟含量没有明显的变化。
同时，在一系列跟踪检测中我们还证实了氟石膏的主含量，CaSO4的含量随着筛孔尺寸的增大呈上升趋势。
因此，通过筛分，可得到所需的低氟高CaSO4含量的优质氟石膏产品。
也可根据性价比确定比例，使经筛分后具有一定氟含量的氟石膏与一定比例的天然石膏相结合，得到低氟优质氟石膏。
由上，可得到本发明分离制备低氟优质氟石膏的方法可包括以下步骤1.对副产品氟石膏中的氟含量进行测定对氢氟酸生产企业生产过程中每批所产生的不同氟含量的副产品氟石膏的氟含量进行测定；2.对每批氟石膏经不同尺寸筛网进行筛分；3.对步骤2中经不同尺寸筛网筛分得到的筛上氟石膏分别进行氟含量测定；4.对步骤3中所测出的氟石膏的氟含量列成表或制成相应的氟含量与氟石膏粒径关系曲线图簇；5.确定所需筛网的筛孔尺寸根据生产企业当批排出的氟石膏产品中的氟含量，在氟含量表中找到相应的列或在曲线图中找到相应的曲线，再根据实际氟石膏制品对氟含量的要求，在所列的表中或曲线图中由氟含量找到对应的氟石膏粒径，由该粒径就可确定筛分所需筛孔尺寸；6.用选定尺寸的筛网对氟石膏产品进行筛分，筛上物就为氟含量达到要求的低氟优质氟石膏；7.根据对氟石膏产品粒度的要求，对步骤6的筛上氟石膏产品进行碾磨加工到所需要的细度，得到最后的成品。
据此，所确定的一套简单有效的氟石膏分离加工工艺能够在加工过程中根据产品本身不同性状对氟石膏产品进行选择性分离，并最终通过控制氟含量等有害物质，得到低氟优质氟石膏产品。
图1氟石膏粒径与氟含量关系曲线2分离制备低氟优质氟石膏工艺流程图具体实施方式
以下是本发明的非限定实施例本实施例以某企业提供的氟石膏作为分离低氟优质氟石膏制品的原料，包括如下步骤1.对副产品氟石膏中的氟含量进行测定对氢氟酸生产过程中每批所产生的不同氟含量的副产品氟石膏的平均总氟含量进行测定；2.对每批氟石膏经不同尺寸筛网进行筛分；3.对步骤2中经不同尺寸筛网筛分后的筛上氟石膏分别进行氟含量测定；由检测结果表明，同一批氟石膏产品，产品的氟含量并不均一，并且产品的原始粒度(即氢氟酸生产过程中所直接产生的副产品氟石膏的粒径)与氟含量有直接的关系，即粒径越大，氟含量越低，对不同批次的氟石膏产品，选取石膏中不同粒径范围的样品研磨制粉(3500-5500cm2/g)，分别测定样品中氟石膏的氟含量；4.对步骤3中所测出的氟石膏的氟含量列表，结果见上面表1，或制成相应的氟含量与氟石膏粒径关系曲线图簇，见图1，图中有5条曲线，分别代表5批氟石膏产品中每一批氟含量与氟石膏粒径关系；每一条曲线为每一批氟石膏产品的氟平均含量下所对应的氟含量与氟石膏粒径关系；5.确定所需筛孔尺寸根据生产企业当批排出的氟石膏产品中的氟含量，在氟含量表中找到相应的列或在曲线图中找到相应的曲线，再根据实际氟石膏制品对氟含量的要求，在所列的表中或曲线图中由氟含量找到对应的氟石膏粒径，由该粒径就可确定筛分所需筛网尺寸；如，本批产生的氟石膏的整体氟含量经测定为19380mg/kg，而用于建筑材料的氟石膏制品对氟含量的要求是F含量≤8000mg/kg，则由表1在原始F＝19381mg/kg这一列的7800mg/kg符合F含量≤8000mg/kg的要求，并相接近，与此相对应的粒径为+2mm，即可选定筛孔的尺寸为2mm×2mm，即筛网尺寸为2mm×2mm的筛上物，其F含量≤8000mg/kg；也可以由图1的相应曲线得出，氟含量8000mg/kg所对应的氟石膏粒径为+2mm，同样可选定筛网尺寸为2mm×2mm；6.用选定尺寸的筛网对氟石膏产品进行筛分，筛上物就为氟含量达到要求的低氟优质的氟石膏；7.根据对氟石膏产品粒度的要求，对步骤6的筛上氟石膏产品进行碾磨加工到所需要的细度，得到最后的氟石膏成品。
8.对筛下的高氟含量的氟石膏产品，进行后续处理筛下物氟石膏由于氟含量较高，可以用于制作对氟含量要求不严的制品，如(室外用的石膏砌块、石膏砖等)，如果氟含量仍不合要求时，可掺入适当的天然石膏，对筛下氟石膏进行氟含量测定，可以直接算出要达到氟石膏制品对氟含量要求所需添加的天然石膏的数量，按比例添加，以降低氟石膏中的氟含量。
在步骤5和步骤6中，当对氟石膏的氟含量要求更严格，而筛分后所得筛上物的氟含量仍高于氟石膏制品对氟含量的要求时，可以往筛上物氟石膏中加入一定量的天然石膏，使总的氟含量符合氟石膏制品的要求，在步骤7中将氟石膏与天然石膏一起碾磨。具体加工工艺流程见图2。
图2中显示了氟石膏原料经选定的筛孔孔径的振动筛筛分后，筛上物进入储仓，再由斗式提升机将其提升至高位储仓，由高位储仓进入改型雷蒙磨中碾磨，得到符合要求的低氟优质的氟石膏成品；筛分后的筛下物与配比量的天然石膏一起进入储仓，再由斗式提升机将其提升至高位储仓，由高位储仓进入改型雷蒙磨中碾磨，得到天然石膏与氟石膏的混合成品。
一般，控制室内用氟石膏中氟含量6000-12000mg/kg，据此来确定氟石膏原料筛分时，所需选定的筛网尺寸，筛上物的氟含量等于或低于氟石膏制品所要求的氟含量时，对筛上氟石膏产品则可直接进行碾磨加工为成品。筛上物的氟含量高于氟石膏制品所要求的氟含量时，则添加一定量的天然石膏，使氟含量达到要求后，将氟石膏与天然石膏一起碾磨加工为成品。
本发明对氟石膏经过筛分，添加和研磨，氟石膏的质量可得到有效的控制。有效的降低了氟石膏中的氟含量，避免了氟石膏作为建筑材料对环境的污染和人体健康的危害，且此加工工艺成本低，易操作控制，很好地解决了工业废渣的资源化利用问题。通过筛分，将氟石膏进行分类利用，分离出来的低氟优质氟石膏可用于室内建筑制品，如墙面抹灰用粉刷石膏、石膏装饰板等，价值得到提升，使资源得到优化，而高氟含量的氟石膏用作室外制品，如室外用的石膏砌块、石膏砖等。
由于本发明所依据之原理为化工生产中反应相对彻底的高纯度固态产物粒度相对较小，从而会在适当条件下优先聚团，这样，粒度大的副产品中，含反应不完全的成分少，粒度小的，反而含反应不完全的成分多，因此本发明方法同样适用于其他类似固态生成物的分离制备如优质磷石膏的制备过程。
权利要求
1.一种分离制备低氟优质氟石膏的方法，其特征是根据生产氢氟酸的过程中产生的氟石膏产品本身粒径不同氟含量不同，选择不同尺寸筛网对反应生成的氟石膏产品进行筛分，通过筛选，筛上得到低氟含量的氟石膏产品，对筛下的高氟含量的氟石膏产品，再进行后续处理。
2.根据权利要求1所述的分离制备低氟优质氟石膏的方法，可包括以下步骤(1)对副产品氟石膏中的氟含量进行测定对某生产企业氢氟酸生产过程中每批所产生的不同氟含量的副产品氟石膏进行氟含量测定；(2)对每批氟石膏经不同孔径筛网进行筛分；(3)对步骤(2)中经不同孔径筛分后筛上氟石膏分别进行氟含量测定；(4)对步骤(3)中所测出的氟石膏的氟含量列成表或制成相应的氟含量与氟石膏粒径关系曲线图簇；(5)确定所需筛网孔径根据生产企业当批排出的氟石膏产品中的氟含量，在氟含量表中找到相应的列或在曲线图中找到相应的曲线，再根据实际氟石膏制品对氟含量的要求，在所列的表中或曲线图中由氟含量找到对应的氟石膏粒径，由该粒径就可确定筛分所需筛网孔径；(6)用选定孔径的筛网对氟石膏产品进行筛分，筛上物就为氟含量达到要求的低氟优质的氟石膏；(7)根据对氟石膏产品粒度的要求，对步骤(6)的筛上氟石膏产品进行碾磨加工到所需要的细度，得到最后的成品。
3.根据权利要求2所述的分离制备低氟优质氟石膏的方法，其特征在于在步骤(5)和步骤(6)中，当对氟石膏的氟含量要求更严格，而选择一定的筛网孔径筛分后筛上物的氟含量仍高于氟石膏制品对氟含量的要求时，可以往筛上物氟石膏中加入一定量的天然石膏，使总的氟含量符合氟石膏制品要求，在步骤(7)中将氟石膏与天然石膏一起碾磨。
4.根据权利要求2所述的分离制备低氟优质氟石膏的方法，其特征在于对筛下的高氟含量的氟石膏产品，进行后续处理筛下物氟石膏由于氟含量较高，可以用于制作对氟含量要求不严格的制品。如果氟含量仍不合要求时，可掺入适当的天然石膏，通过对筛下氟石膏进行氟含量的测定，可以直接算出要达到氟石膏制品对氟含量要求所需添加的天然石膏的数量，按比例添加，以降低氟石膏中的氟含量。
5.根据权利要求1-4中之一所述的分离制备低氟优质氟石膏的方法，其特征在于控制室内用氟石膏中氟含量6000-12000mg/kg。
全文摘要
本发明涉及一种氢氟酸生产过程中所产生的副产品氟石膏的分离加工处理方法，即分离制备低氟优质氟石膏的方法。此方法是根据生产氢氟酸过程中产生的氟石膏产品本身粒径不同氟含量不同，选择不同孔径筛网对氟石膏产品进行筛分，通过筛选，筛上得到低氟含量的氟石膏产品，对于筛下的高氟含量氟石膏产品，再进行后续处理。本发明可有效分离制备氟石膏中低氟含量的氟石膏，得到优质氟石膏产品，避免了氟石膏作为建筑材料对环境的污染和对人体健康的危害，且此加工工艺成本低，易操作控制，很好地解决了工业废渣的资源化利用问题。
文档编号C04B11/00GK1948202SQ20061015012
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者杨柳松 申请人:杨柳松