一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法与流程

本发明涉及一种固体废物处理技术，特别是一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法。

背景技术：

磷石膏是磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，磷石膏含有大量有害杂质，不仅占用土地，带来大量环境污染问题，为了对磷石膏进行综合利用需要对其进行提纯。

目前磷石膏提纯的主要方法是水洗法、中和法和煅烧法。水洗法具有除杂率较高的优点，但是存在一次投资大、能耗高和造成二次污染等缺点。中和法的缺点主要在于无法处理水溶性盐等杂质，导致综合利用难得大。煅烧法也存在能耗高，尾气污染大和腐蚀设备等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法。

解决上述技术问题的技术方案是：一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法，包括下述步骤：

A.将磷石膏与水按重量份数比为5～40:60～95进行混合后再研磨形成浆料；

B．采用40～100目方孔筛对步骤A中的浆料进行筛分，去掉筛上物，将能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；

C.边搅拌边将搅拌池中的浆料抽到水力旋流分离器中，在水力旋流分离器进料口压力在0.1～0.4Mpa的条件下，通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的底流口流出，然后将提纯得到的磷石膏浆料通过自然滤水或者离心分离得到高纯度磷石膏；

D．步骤C中沉淀池中的污水经过污水处理之后排到清水池中，清水池中的水作为循环水继续用于步骤A中进行循环使用。

所述的水力旋流分离器为上端为圆柱状、下端为圆锥状结构，所述的进料口设置于水力旋流分离器上端并位于圆柱的切线方向，所述的溢流口设置于水力旋流分离器上端的顶部，该溢流口处设有溢流管，所述的底流口设置于水力旋流分离器下端底部。

本发明的进一步技术方案是：步骤C中，所述的浆料以5～12m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中。

步骤D中的污水处理方法为经过水处理设备进行污水处理及加入石灰中和。

所述的水力旋流分离器出料口的直径为4～10mm。

步骤A中所述的磷石膏为化工厂生产产生的固废磷石膏、脱硫石膏或者其他石膏原料中的一种或多种，所述的其他石膏原料中二水硫酸钙的含量为70%～85%。

步骤A中所述的磷石膏与水的重量份数比为20～30:70～80。

所述的水力旋流分离器为1台、2台或多台，若为多台时以串联或并联方式连接。

如有多台水力旋流分离器串联使用时，第一级水力旋流分离器的出料进入第二级搅拌池中并重复步骤C。

步骤A中的研磨方法为：将磷石膏与水混合后放入磨机中进行研磨30～120分钟。

由于采用上述技术方案，本发明之一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法，具有以下有益效果：

本发明通过将磷石膏与水混合后进行研磨成浆料，可以进一步将磷石膏原料中的杂质暴露出来，然后通过孔筛过滤，可以将杂质中的不容物和较大的杂质颗粒去掉，进一步提高磷石膏的纯度。再通过水力旋流分离器进行分离，利用浆料在水力旋流分离器中由于粒度、密度等特性不同产生的离心力不同而将各种物料分离，较重的硫酸钙成分从水力旋流分离器的底端出口流出，进一步提高磷石膏的纯度，达到分离提纯的目的。分离出来的杂质随着水流进入沉淀池，然后通过添加石灰进行污水处理，将污水中的杂质去掉，处理过的污水又可以继续循环使用。本发明不仅可以高效去掉各类杂质，得到纯度较高的磷石膏产品，还可以减少提纯过程中的耗水量，节约能源。本发明中使用的设备简单，占地小，分离操作成本低。

下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法的工艺流程图。

图2：水力旋流分离器的结构示意图。

图3：水力旋流分离器中浆料涡旋流动示意图。

在上述附图中，各标号说明如下：

1-圆柱状端，2-圆锥状端，3-溢流管，4-底流管，5-进料口，6-进料，7-外螺旋，8-内螺旋。

具体实施方式

一种利用水力旋流分离器提纯磷石膏的方法，包括下述步骤：

A.将磷石膏与水按重量份数比为5～40:60～95进行混合后再研磨形成浆料；研磨方法为：将磷石膏与水混合后放入磨机中研磨30～120分钟，所述的磨机可为现有的球磨机。其中所述的磷石膏为化工厂生产产生的固废磷石膏、脱硫石膏或者其他石膏原料中的一种或多种，所述的其他石膏原料中二水硫酸钙的含量为70%～85%。

B．采用40～100目方孔筛对步骤A中的浆料进行筛分，去掉筛上物，将能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；

C.边搅拌边将搅拌池中的浆料抽到水力旋流分离器中，在水力旋流分离器进料口压力在0.1～0.4Mpa的条件下，浆料以5～12m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中，然后通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的底流口(即出料口)流出；然后将提纯得到的磷石膏用皮带输入机送入仓库贮存及通过自然滤水或者离心分离得到高纯度磷石膏。

D．步骤C中沉淀池中的污水经过污水处理之后排到清水池中，污水处理方法为用现有的水处理设备进行污水处理及加入石灰中和，清水池中的水作为循环水继续用于步骤A中进行循环使用。

所述的水力旋流分离器包括圆柱状的进料管、圆锥状的圆锥管和圆柱状的

所述的水力旋流分离器为上端为圆柱状、下端为圆锥状结构，所述的进料口设置于水力旋流分离器上端并位于圆柱的切线方向，所述的溢流口设置于水力旋流分离器上端的顶部，该溢流口处设有溢流管，所述的底流口设置于水力旋流分离器下端底部，该底流口为圆柱状底流管。所述的水力旋流分离器底流口的直径为4～10mm，即所述的底流管的直径为4～10mm。

所述的水力旋流分离器为1台、2台或多台，水力旋流分离器台数可根据实际操作需要而定，若为多台时以串联或并联方式连接。为了提高得到的磷石膏的纯度，可通过多台水力旋流分离器串联的方式，如有多台水力旋流分离器串联使用时，可设置多级分离提纯，每级分离提纯包括搅拌次和水力旋流分离器，第一级的水力旋流分离器的出料进入第二级搅拌池中并重复步骤C，依次类推。

具体提纯实施例一：选用二水硫酸钙的含量为70%的磷石膏为原料，将磷石膏与水按重量份数比为20:80进行混合后再研磨形成浆料，即将磷石膏与水混合后放入打浆机中进行打浆30分钟，将研磨好的浆料经过40目方孔筛进行过滤筛分，去掉留在孔筛上的杂质，将过滤好的、能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；边搅拌边将搅拌池中的浆料采用泵抽到水力旋流分离器中，控制水力旋流分离器进料口压力为0.1Mpa，浆料以5m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中，然后通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，沉淀池中的污水经过水处理设备进行污水处理及加入石灰进行中和后排到清水池中，清水池中的水继续循环用于与磷石膏原料混合。提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的出料口流出，该水力旋流分离器出料口的直径为4mm，然后将提纯得到的磷石膏用皮带输入机送入仓库贮存及自然滤水得到高纯度磷石膏，该磷石膏产品含二水硫酸钙87%。

实施例二：选用二水硫酸钙的含量为75%的磷石膏为原料，将磷石膏与水按重量份数比为30:70进行混合后再研磨形成浆料，即将磷石膏与水混合后放入打浆机中进行打浆45分钟，将研磨好的浆料经过40目方孔筛进行过滤筛分，去掉留在孔筛上的杂质，将过滤好的、能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；边搅拌边将搅拌池中的浆料采用泵抽到水力旋流分离器中，控制水力旋流分离器进料口压力为0.2Mpa，浆料以8m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中，然后通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，沉淀池中的污水经过水处理设备进行污水处理及加入石灰进行中和后排到清水池中，清水池中的水继续循环用于与磷石膏原料混合。提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的出料口流出，该水力旋流分离器出料口的直径为6mm，然后将提纯得到的磷石膏用皮带输入机送入仓库贮存及自然滤水得到高纯度磷石膏，该磷石膏产品含二水硫酸钙85%。

实施例三：选用二水硫酸钙的含量为80%的磷石膏为原料，将磷石膏与水按重量份数比为15:85进行混合后再研磨形成浆料，即将磷石膏与水混合后放入打浆机中进行打浆90分钟，将研磨好的浆料经过60目方孔筛进行过滤筛分，去掉留在孔筛上的杂质，将过滤好的、能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；边搅拌边将搅拌池中的浆料采用泵抽到水力旋流分离器中，控制水力旋流分离器进料口压力为0.3Mpa，浆料以10m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中，然后通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，沉淀池中的污水经过水处理设备进行污水处理及加入石灰进行中和后排到清水池中，清水池中的水继续循环用于与磷石膏原料混合。提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的出料口流出，该水力旋流分离器出料口的直径为8mm，然后将提纯得到的磷石膏用皮带输入机送入仓库贮存及自然滤水得到高纯度磷石膏，该磷石膏产品含二水硫酸钙92%。

实施例四：选用二水硫酸钙的含量为85%的磷石膏为原料，将磷石膏与水按重量份数比为5:95进行混合后再研磨形成浆料，即将磷石膏与水混合后放入打浆机中进行打浆120分钟，将研磨好的浆料经过40目方孔筛进行过滤筛分，去掉留在孔筛上的杂质，将过滤好的、能通过孔筛的浆料放入搅拌池中进行搅拌；边搅拌边将搅拌池中的浆料采用泵抽到水力旋流分离器中，控制水力旋流分离器进料口压力为0.4Mpa，浆料以12m/s的速度从进料口沿切线方向进入水力旋流分离器上端的圆柱状筒体中，然后通过水力旋流分离器对浆料进行提纯分离，分离出的杂质随着水从水力旋流分离器的溢流口流出进入到沉淀池中，沉淀池中的污水经过水处理设备进行污水处理及加入石灰进行中和后排到清水池中，清水池中的水继续循环用于与磷石膏原料混合。提纯得到的高纯度的磷石膏从水力旋流分离器的出料口流出，该水力旋流分离器出料口的直径为10mm，然后将提纯得到的磷石膏用皮带输入机送入仓库贮存及通过离心分离得到高纯度磷石膏，该磷石膏产品含二水硫酸钙92%。