电磁强化磷石膏除杂的方法和装置与流程

文档序号:19156354发布日期:2019-11-16 00:50阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

(1)电解离:将磷石膏和有机萃取剂通过螺旋提料机加入到酸浸槽中和浓硫酸混合制成磷石膏浆液,加热、搅拌使浆液均匀,让磷石膏中的杂质充分浸出;对混匀后的浆液施加电场,磷石膏中的二水硫酸钙在热硫酸中解离为钙离子和硫酸根离子,使得包裹、吸附在磷石膏表面的金属、重金属和放射性元素及存在其晶格内的杂质充分释放出来;在电场力作用下破坏有机及硫化物结合态的金属化合物的化学键,促使其向可交换态转化,从而实现磷石膏中的杂质从固相到液相的转变,分离进入到磷石膏浆液中;同时有机萃取剂将杂质萃取进入有机相中;

(2)电磁迁移沉积:经过电解离后的磷石膏浆液输送到水洗塔中,在水洗塔中施加电场和磁场,在搅拌状态下磷石膏浆液中的金属、重金属、放射性金属离子在电场力的作用下发生定向迁移,迁移的带电离子在磁场中受到洛伦兹力的作用,通过控制脉冲磁场发生器中的电流方向使得带电离子所受洛伦兹力方向与电场力方向一致,加快离子向电极两侧迁移的速度,两电极附近的离子浓度不断增加,最终在电极表面发生沉积,实现与磷石膏浆液的分离;将电极从电极卡槽中取出,对电极上沉积的金属、重金属和放射性元素进行溶解分离得到金属溶液,进一步回收利用,对水洗后的磷石膏浆液进行脱水,将可溶性磷类、氟类和有机类杂质脱除后得到半水石膏。

2.根据权利要求1所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:浓硫酸的质量浓度为25%~35%,磷石膏与浓硫酸的质量比为1:3~1:5,浓硫酸浸出时间为45min~120min。

3.根据权利要求1所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:有机萃取剂为磷酸三丁酯、四氯化碳或磷酸二辛酯,磷石膏与有机萃取剂的质量体积比为1:5~1:7。

4.根据权利要求1所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:酸浸槽中电场由不锈钢电极产生,通入电流方式为直流电,电压为10~30v,电场施加时间为连续施加。

5.根据权利要求1所述的额电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:酸浸槽中加热温度为70~90℃,搅拌速度为40~80r/min。

6.根据权利要求4所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:水洗塔中电场由多孔电极产生,通入电流方式为直流电,电压为30~60v,电极材料为不锈钢、石墨或碳;电场施加时间为1~3h,多孔电极的孔隙率为20%~50%。

7.根据权利要求6所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:磁场由脉冲磁场发生器中的赫姆霍兹线圈产生,向线圈施加的电压为20~50v,赫姆霍兹线圈匝数为50~100,电感量为5~30μh,磁场施加时间为60~180min。

8.根据权利要求1所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:步骤(2)中搅拌速度为30~60r/min。

9.根据权利要求7所述的电磁强化磷石膏除杂的方法,其特征在于:水洗塔进水口的水流速度为5~20m/s,水洗塔中磷石膏浆液含水率为80%~90%。

10.实现权利要求9所述的电磁强化磷石膏除杂的方法的装置,其特征在于:包括螺旋提料机(1)、酸浸槽、泵(9)、水洗塔,其中酸浸槽包括壳体(2)、不锈钢电极(3)、加热管(5)、入料口(6)、出料口(7)、搅拌器ⅰ(8),不锈钢电极(3)设置在壳体(2)内,壳体(2)上部开有入料口(6),入料口与螺旋提料机(1)连通,壳体(2)底部开有出料口(7),加热管(5)设置在壳体(2)内底部,壳体内设置有搅拌器ⅰ(8),出料口(7)通过管道与泵(9)连接;水洗塔包括塔壳体(10)、浆液进口(11)、电磁发生装置(12)、搅拌器ⅱ(13)、进水口(14)、浆液出口(15)、观察孔(4),塔壳体(10)内设置有搅拌器ⅱ(13),塔壳体(10)上部开有进水口(14),塔壳体(10)下部开有浆液进口(11),浆液进口(11)通过管道与泵(9)连接,塔壳体(10)底部设置有浆液出口(15),塔壳体(10)侧面开有一个以上观察孔(4),电磁发生装置(12)设置在塔壳体(10)内,不锈钢电极(3)、电磁发生装置(12)、加热管(5)、搅拌器ⅰ、搅拌器ⅱ分别与电源连接。

11.根据权利要求10所述的电磁强化磷石膏除杂的装置,其特征在于:电磁发生装置包括支架(16)、磁感线圈(17)、多孔电极(18),磁感线圈(17)设置在支架(16)上,多孔电极(18)包括弧形多孔正极板和弧形多孔负极板,多孔电极贯穿设置在支架内,电磁发生装置产生的电场、磁场覆盖水洗塔内腔。

12.根据权利要求10所述的电磁强化磷石膏除杂的装置,其特征在于:不锈钢电极(3)包括弧形正极板和弧形负极板,弧形正极和弧形负极产生的电场覆盖酸浸槽内腔,弧形正极板和弧形负极板分别与电源正负极连接。

13.根据权利要求10所述的电磁强化磷石膏除杂的装置,其特征在于:泵为耐腐蚀的污泥泵。


技术总结
本发明公开了一种电磁强化磷石膏除杂的方法与装置,将磷石膏和有机萃取剂通过螺旋提料机加入到酸浸槽中和浓硫酸混合制成磷石膏浆液,加热、搅拌使浆液均匀,让磷石膏中的杂质充分浸出;对混匀后的浆液施加电场,使得包裹、吸附在磷石膏表面的杂质充分释放出来;经过电解离后的磷石膏浆液输送到水洗塔中,在水洗塔中施加电场和磁场,在搅拌状态下磷石膏浆液中的金属、重金属、放射性金属离子在电场力的作用下发生定向迁移,最终在电极表面发生沉积,实现与磷石膏浆液的分离;本方法和装置适用性广,对磷石膏杂质含量无选择性;处理时间短、能耗低、处理效率高,无二次污染;能有效分离回收磷石膏中的金属、重金属和放射性元素,实现资源循环利用。

技术研发人员:瞿广飞;李恒;宁平;李军燕
受保护的技术使用者:昆明理工大学
技术研发日:2019.08.20
技术公布日:2019.11.15
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