专利名称：一种磷石膏的预处理方法
技术领域：
本发明涉及一种磷石膏的预处理方法，属于磷化工领域。该预处理方法主要用于磷化工废弃物磷石膏的提纯及利用。
背景技术：
磷石膏是湿法磷肥生产过程中产生的一种固体废弃物，主要含有石膏、磷、氟、二氧化硅和一定量的水分，在堆放过程中容易造成环境污染。我国每年排放的磷石膏有近2000多万吨，历年堆存的超过I亿吨。目前，对磷石膏利用方案有很多，如作为建材、生产硫酸铵等，但由于磷石膏分布较为集中，其产品的销售半径小，使得利用的产业规模不大。利用磷石膏可生 产高附加值的镁盐，有文献报道活性氧化镁可经碳化后生成重镁水，然后利用重镁水与石膏反应制备硫酸镁。天然石膏纯度很高，杂质离子少，而磷石膏中含有磷、氟等有害杂质，部分甚至存在于磷石膏的晶格中，给磷石膏的提纯带来了巨大的困难，将磷石膏直接用于硫酸镁的生产，会对硫酸镁产品的后续加工，如高纯氧化镁的生产带来影响，因此应先对磷石膏进行预处理。目前对磷石膏进行预处理的方法主要有如下几种:
1、水洗法(段付岗，王少婷.提高磷石膏洗涤率的措施[J].磷肥与复肥，1996，
11(3): 34-38;张儒全，魏延青.磷石膏综合处理技术与方案设计[J].化肥设计，2010, 48(3): 18-21;胡成军.磷石膏水洗净化试验及工艺[J].磷肥与复肥，2007，22(5): 66-67)。水洗的主要缺点是生产线一次投资大，能耗高，水洗后污水排放造成二次污染。2、球磨法(王兆利，高倩，赵铁军.建筑石膏和磷石膏的改性[J].粉煤灰综合利用，2001，4: 42-43)。球磨处理并未消除杂质的不利影响，如果能与其它预处理工艺结合效果会更好。但是配合使用将使工艺更加复杂，而且投资增大。3、陈化法(谢超凌，高惠民，朱芳.磷石膏预处理及利用[J].云南化工，2006，33(2): 64-67)。它的主要缺点是陈化的过程中会对周围的环境造成污染。4、闪烧法(段庆奎，王立明.闪烧法一磷石膏的无害化处理新工艺.宁夏石油化工，2004，3: 13-16)。目前用该法对磷石膏的处理量较小° 5、湿筛方定流工艺(Manjit Singh.1mproved process for the purificationof phosphogypsum.[J].Construction and BuildingMaterials, 1996, 10(8): 597-600)。其他预处理的方法还包括:以碳酸氢铵和氨水及工业副产盐酸对磷石膏进行净化处理(杨荣华，宋锡高.磷石膏的净化处理及制备硫酸钙晶须的研究[J].无机盐工业，2004, 4: 31-34)、用加石灰微波方法处理磷石膏并进行煅烧生产建筑石膏(胡旭东.微波技术在云南磷石膏净化工艺过程中的应用研究.昆明理工大学硕士论文，2006)以及石灰中和改性法、浮选工艺处理和Cerphos纯化工艺等。尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料。它是动物蛋白质代谢后的产物，也可以通过人工合成得到。在实验中我们发现石膏在尿素溶液中的溶解度较大，可以在尿素溶液中对石膏进行重结晶。尿素用于磷石膏预处理的技术方案尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷石膏的预处理方法，通过该方法加工可使磷石膏发生重结晶，使磷石膏的粒度进一步细化，释放晶格中的杂质离子，从而满足后续产品生产的需要。可通过如下技术方案实现本发明的技术目的，本发明的工艺流程图见附图1。本发明所述的磷石膏的预处理方法，包括以下步骤:
a.按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1;
b.将步骤a所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在20-100°C条件下反应
0.5-6小时。c.将步骤b所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；
d.将步骤c分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。2、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，尿素的浓度为50% 90%。，
3、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1。4、按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。本发明的有益效果在于:磷石膏经过预处理后，发生重结晶，粒度进一步细化，包裹于磷石膏晶体中的杂质被释放出来，有利于磷石膏的后续加工。
图1为本发明的工艺流程图。图2为预处理后磷石膏的SEM图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。实施例1
将尿素与磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分离，所得固体为预处理后的磷石膏，所得液相蒸发结晶得尿素晶体，尿素晶体循环使用，所得蒸发水部分排放，部分循环使用。所述尿素浓度为50%。所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。一种磷石膏的预处理方法，步骤如下:
1)按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5:1 ;
2)将1)所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在20°C条件下反应0.5小
时；
3)将2)所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；4)将3)分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。附图2为预处理后磷石膏的SEM (扫描电镜)图片，经测量，磷石膏的平均粒径约为50微米，其包裹的杂质已大大减少。实施例2
将尿素与磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分离，所得固体为预处理后的磷石膏，所得液相蒸发结晶得尿素晶体，尿素晶体循环使用，所得蒸发水部分排放，部分循环使用。所述尿素浓度为90%。所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。一种磷石膏的预处理方法，步骤如下:
O按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为3:1 ；
2)将I)所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在100°C条件下反应6小时；
3)将2)所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；
4)将3)分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。实施例3` 将尿素与磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分离，所得固体为预处理后的磷石膏，所得液相蒸发结晶得尿素晶体，尿素晶体循环使用，所得蒸发水部分排放，部分循环使用。所述尿素浓度为80%。所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。一种磷石膏的预处理方法，步骤如下:
O按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为2:1 ；
2)将I)所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在60°C条件下反应I小时；
3)将2)所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；
4)将3)分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。实施例4
将尿素与磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分离，所得固体为预处理后的磷石膏，所得液相蒸发结晶得尿素晶体，尿素晶体循环使用，所得蒸发水部分排放，部分循环使用。所述尿素浓度为50% 90%。所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。一种磷石膏的预处理方法，步骤如下:
O按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1 ；
2)将I)所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在20-100°C条件下反应0.5-6小时；
3)将2)所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏；
4)将3)分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。
权利要求
1.一种磷石膏的预处理方法，其特征是，包括以下步骤: a.按照比例称取尿素、磷石膏，尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1; b.将步骤a所述的原料倒入搅拌机，加入原料重量10%的水，在20-100°C条件下反应0.5-6小时； c.将步骤b所得反应混合物固液分离，其中固体为预处理后的磷石膏； d.将步骤c分离磷石膏后所得溶液蒸发结晶得到尿素晶体，晶体循环使用。
2.按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，尿素的浓度为509Γ90%。
3.按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的尿素与磷石膏中硫酸钙的摩尔比为1.5-3:1。
4.按照权利要求1所述的一种磷石膏预处理方法，其特征是，所述的水为符合国家生活饮用水卫生标准的自来水。
全文摘要
本发明涉及一种磷石膏的预处理方法。其特征在于将50%-90%的尿素与磷石膏中的硫酸钙按摩尔比1.5-3:1的比例混合，加入原料重量10%的水，在20-100℃条件下反应0.5-6小时，然后固液分离，所得固体为预处理后的磷石膏，所得液相蒸发结晶得尿素晶体，尿素晶体循环使用，所得蒸发水部分排放，部分循环使用。本发明提供的磷石膏预处理方法，处理过程简单，通过处理可使磷石膏废料转变为制备其他工业、农业产品的合格原料。
文档编号C04B11/26GK103172288SQ20131007178
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者方世祥, 张勇, 李小双 申请人:云南磷化集团有限公司