专利名称：黄磷炉渣的综合利用方法
技术领域：
本发明涉及一种黄磷炉渣的综合利用方法，属化工行业中固体废弃物利用领域。
背景技术：
黄磷炉渣是在高温电炉中，采用磷矿石、硅石、焦碳等为原料，生产工业黄磷时产 出的固体废弃物，工业上每生产1吨黄磷可产出8 10吨黄磷炉渣。根据我国目前黄磷的 生产现状，我国黄磷企业每年产出黄磷炉渣约600 700万吨。黄磷炉渣从电炉中排放时 经过水淬，粒度在0. 5 1. 5mm之间，而黄磷企业大多分布在地广人稀、与磷矿山较接近的 地区，坡度大，雨水集中，遇有暴雨，大量的黄磷炉渣随雨水而流至低洼河流形成沉淀，带来 阻碍河流、提高河床等危害。同时，黄磷炉渣中含有P、F、Fe、Al、Mg等有害元素，很容易造 成对地表水资源及河流水资源的污染，危及径流地区群众、牲畜的生命安全。目前，黄磷炉 渣主要用于生产硅钙肥、水泥、砖等，利用率低，产品价值低。黄磷炉渣富含CaO和Si02，可用于生产含钙和含硅产品。目前采用黄磷炉渣生产 白炭黑的方法主要是采用盐酸或磷酸浸出黄磷炉渣，采用盐酸浸出黄磷炉渣后，再经碱溶、 酸沉析工艺而得到白炭黑和氯化钙产品，其中氯化钙应用市场有限，销售困难，而白炭黑生 产工艺复杂；采用磷酸浸出黄磷炉渣，需要精制、煅烧才能得到白炭黑产品，且生产过程中 需大量磷酸，导致生产成本较高。
发明内容
为克服黄磷炉渣不能达到综合利用，生产的白炭黑工艺复杂、生产成本高等问题， 本发明提供一种黄磷炉渣的综合利用方法，通过下列技术方案实现一种黄磷炉渣的综合利用方法，其特征在于经过下列步骤A.在质量浓度为5 20%的硝酸溶液中，于室温，搅拌转速为300 500rpm，加入 研细至80 120目的黄磷炉渣，至固液质量比为1 10 19，再于70 100°C，搅拌转速 为300 500rpm，搅拌反应2 5小时；B.对步骤A的溶液进行过滤，将滤渣用水洗涤至中性，然后于100 150°C下干燥 1 2小时，再于600 850°C下煅烧0. 25 1. 5小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.将步骤B过滤得到的滤液自然冷却到室温，在滤液中，于室温、搅拌转速为 300 500rpm，加入硫酸至无沉淀生成，之后继续搅拌反应0. 3 0. 7小时，静置1 3小 时，过滤，洗涤滤渣至中性，干燥后即得硫酸钙产品。所述步骤C中过滤出的滤液可循环至步骤A中，取代部分硝酸溶液。本发明的效果和优点采用上述方案得到的白炭黑含3102达99%，含Fel8 65mg/kg,比表面积为200 290m2/g ；硫酸钙产品含CaS04达99%。本发明不仅可以充分利 用工业废弃物黄磷炉渣，为黄磷炉渣的有效利用开发出一条新的应用途径，使之变废为宝， 并有利于降低黄磷炉渣对环境造成的污染，同时可降低白炭黑和硫酸钙的生产成本，实现 循环经济及节能减排。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1A.在烧杯中加入浓度为10%的硝酸溶液350g，于室温、搅拌转速为300rpm，加入 研细至100目的黄磷炉渣20g，再于100°C、搅拌转速为300rpm，搅拌反应5小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于120°C下干燥1. 5 小时，再于750°C下煅烧0.5小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为400rpm， 缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 5小时，静 置2小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑产品含Si02 99. 66%,Fe :59mg/kg，比表面积286m2/g ；硫酸 钙产品含CaS04 99. 21%，，外观为白色。实施例2A.在烧杯中加入浓度为8%的硝酸溶液380g，在室温下，以搅拌转速为450rpm，加 入研细至80目的黄磷炉渣20g，再于95°C，以搅拌转速为450rpm，搅拌反应4小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于100°C下干燥2. 0 小时，再于700°C下煅烧0. 75小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为350rpm， 缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 7小时，静 置1小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑产品含Si02 99. 49%, Fe 35. 51mg/kg,比表面积为221m2/ g ；硫酸钙产品含CaS04 99. 34%，外观为白色。实施例3A.在烧杯中加入浓度为15%的硝酸溶液300g，在室温下，以搅拌转速为500rpm， 加入研细至120目的黄磷炉渣20g，再于75°C，以搅拌转速为500rpm，搅拌反应3小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于150°C下干燥1. 0 小时，再于650°C下煅烧0.5小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为500rpm， 缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 3小时，静 置3小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑含Si02 99. 47%, Fe 19. 40mg/kg,比表面积为253m2/g ；硫 酸钙产品含CaS04 99. 08%，外观为白色。实施例4A.在烧杯中加入浓度为20%的硝酸溶液200g，在室温下，以搅拌转速为500rpm， 加入经研细至100目的黄磷炉渣20g，再于70°C，以搅拌转速为500rpm，搅拌反应2小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于120°C下干燥1. 5 小时，再于600°C下煅烧0. 25小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为300rpm，缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 5小时，静 置2小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑含Si02 99. 60%, Fe 35. 38mg/kg,比表面积为204m2/g ；硫 酸钙产品含CaS04 99. 28%,外观为白色。实施例5A.在烧杯中加入实施例4的C中分离硫酸钙后得到的滤液250克，加硝酸溶液调 节酸浓度至10%质量比，在室温下，以搅拌转速为400rpm，加入研细至100目的黄磷炉渣 20g，再于85°C，以搅拌转速为400rpm，搅拌反应3小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于120°C下干燥1. 8 小时，再于800°C下煅烧1小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为400rpm， 缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 6小时，静 置2小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑含Si02 99. 21%, Fe 39. 63mg/kg,比表面积为203m2/g ；硫 酸钙产品含CaS04 99. 32%,外观为白色。实施例6A.在烧杯中加入实施例5的C中分离硫酸钙后得到的滤液300克，加硝酸溶液调 节酸浓度至12%质量比，在室温下，以搅拌转速为350rpm，加入研细至100目的黄磷炉渣 20g，再于100°C，以搅拌转速为350rpm，搅拌反应2. 5小时；B.对A中所得溶液进行过滤，并将滤渣用水洗涤至中性，然后于100°C下干燥2小 时，再于850°C下煅烧1. 5小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.B中过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为400rpm， 缓慢加入浓硫酸至无沉淀生成，之后停止加入浓硫酸，室温下再继续搅拌反应0. 4小时，静 置3小时后过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。该样品经分析，白炭黑含Si02 99. 02%, Fe 65. 42mg/kg，比表面积为260m2/g ；硫 酸钙产品含CaS04 99. 16%，外观为白色。
权利要求
一种黄磷炉渣的综合利用方法，其特征在于经过下列各步骤A.在质量浓度为5～20％的硝酸溶液中，于室温、搅拌转速为300～500rpm，加入研细至80～120目的黄磷炉渣至固液质量比为1∶10～19，再于70～100℃，以搅拌转速为300～500rpm，搅拌反应2～5小时；B.对步骤A所得溶液进行过滤，将滤渣用水洗涤至中性，然后于100～150℃下干燥1～2小时，再于600～850℃下煅烧0.25～1.5小时，取出冷却，研细后即得白炭黑产品；C.步骤B过滤得到的滤液，经自然冷却到室温后，在滤液中，以搅拌转速为300～500rpm，加入硫酸至无沉淀生成，之后于室温下再继续搅拌反应0.3～0.7小时，静置1～3小时，过滤，将滤渣洗涤至中性，干燥后即得硫酸钙产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤C得到的滤液循环至步骤A中，取 代部分硝酸溶液。
全文摘要
本发明提供一种黄磷炉渣的综合利用方法，其在质量浓度为5～20％的硝酸溶液中，加入研细至80～120目的黄磷炉渣至固液质量比为1∶10～19，搅拌反应后，过滤，滤渣经洗涤、干燥、煅烧后得白炭黑，滤液与硫酸反应后，过滤，干燥滤渣得硫酸钙，滤液可返回循环使用。从而开发出一条能够利用黄磷炉渣中主要成分Si和Ca的有效途径，使之生产出能满足市场需求的含SiO2达99％的白炭黑及含CaSO4达99％的高质量硫酸钙产品，不仅可充分利用工业废弃物黄磷炉渣，使之变废为宝，并有利于降低黄磷炉渣对环境造成的污染，同时可降低白炭黑和硫酸钙的生产成本，实现循环经济及节能减排。
文档编号B09B3/00GK101850979SQ20101015972
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者李国斌, 查坐统, 苏毅, 马艳丽 申请人:昆明理工大学