一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法与流程

1.本发明涉及化工技术领域，具体是一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法。


背景技术：

2.磷石膏是大宗工业固废中再利用率低、再利用难度大的一种酸性工业固废，全球磷石膏综合利用率不足5％。我国是世界上磷石膏产量最大的国家且磷石膏多集中在长江中上游的湖北、贵州、四川、云南等省。因此，解决好磷石膏的安全环保贮存和综合利用问题不仅对长江大保护目标的实现至关重要，而且对于稳定磷肥生产，保证粮食安全也至关重要。
3.将磷石膏用于建材是消纳磷石膏的一个好方法。然而磷石膏中含有可溶磷、氟，有机物等杂质，这些杂质会降低磷石膏作为建材的性能，严重阻碍磷石膏作为建材使用。长期以来，我国科技工作者对磷石膏除杂及资源化利用做了大量的研究工作，在一些领域取得了突破性进展。
4.例如，公开号为cn112871457a的中国专利公开了一种磷石膏净化除杂的方法，该方法包括用生石灰沉淀磷氟、水玻璃分散石膏和磷氟沉淀、脱色剂脱色、选择性药剂吸附石膏四道工序。加入生石灰后，形成氟化钙和磷酸氢钙沉淀，再加入水玻璃，使磷、氟沉淀与石膏分散，加入脱色剂使黑色有机物疏水上浮，最后采用石膏吸附剂，提取石膏。此方法虽然能够将石膏和中和产物分离，有利于提高石膏品质，但是水玻璃的添加相当于在整个处理工艺中引入了新的污染物，增加分离成本和固废物处理成本。
5.公开号为cn108793221a的中国专利公开了一种磷石膏净化系统，高纯度磷石膏中和净化装置先将磷石膏煅烧、再用石灰中和、最后通过水化使得磷石膏的有害杂质大大减少，解决了现有的磷石膏污染环境和回收利用率低下的问题。
6.上述发明虽然在磷石膏净化、资源化利用方面已经做出了较大的贡献，但是，上述方法仍存在如下不足。其中公开号为cn108793221a的发明需要煅烧磷石膏，能耗较高，不符合低碳环保的理念，同时酸碱中和产物混入磷石膏，磷石膏中杂质只是无害化，而总量并未降低，因此石膏品质提升有限；公开号为cn 112871457a的发明工艺流程复杂，工艺成本较高，且需要转运大量废渣。而且该发明中所得到的磷氟沉淀是混合物，由于其中的氟含量超标，所以不能作为植被营养土生产原料。因此该工艺流程投资成本较大、经济效益低，这些问题的存在严重影响了磷石膏净化、资源化技术的工业推广应用。
7.因此，如何解决磷石膏除杂中所遇到的这些问题，而提供一种新的经济可行的磷石膏净化除杂方法，成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实现全量利用的磷石膏提纯
净化方法，所述提纯净化方法包括如下步骤，
10.步骤1、将磷石膏滤饼a加水溶解；
11.步骤2、将步骤1所得矿浆压滤脱水得到磷石膏滤饼b和滤出液a；
12.步骤3、滤出液a中加入除氟剂，经过搅拌和静置后，接着过滤得到氟化钙和滤出液 b；
13.步骤4、向滤出液b，添加石灰调节混合液ph值为6～7之间，经过搅拌和静置，得到磷沉淀，再次过滤得到含磷沉淀和中性的滤出液c；
14.步骤5、使用步骤4得到的中性滤液c重新将步骤2的磷石膏滤饼b调浆，矿浆浓度为25～30％；
15.步骤6、将步骤5得到的磷石膏浆，使用旋流器分离出机物杂质和矿泥杂质，得到磷石膏浆；
16.步骤7、将步骤6得到的磷石膏浆，通过布料机脱水，得到磷石膏滤饼c和滤液d，其中，磷石膏滤饼c即为净化石膏；
17.步骤8、将步骤4得到的含磷沉淀，与步骤6中的矿泥杂质混合，制备出能够用于改善盐碱地的营养土。
18.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤1所述的磷石膏滤饼a中caso4·
2h2o的质量分数为65％～90％，可溶磷含量大于0.5％，可溶氟含量大于0.3％；所述步骤1所述的将磷石膏滤饼a加水调节至矿浆中caso4·
2h2o的质量分数为25％～30％。
19.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤1所述的磷石膏滤饼a为经湿法磷酸工艺产生的磷石膏，将其经过压滤成滤饼后作为待净化的原料。
20.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤2中将步骤1所得矿浆压滤脱水至含水量为25～30％。
21.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤7中的滤液d可循环利用至步骤1中溶解磷石膏滤饼a。
22.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤3中的除氟剂为氧化钙，除氟剂的添加量为磷石膏质量的2～4％。
23.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤3中除氟剂进行搅拌处理的时间为2分钟，搅拌速度为100～200r/min。
24.作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤6中旋流器进浆压力设定为0.15～0.2mpa。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1、本发明采用传统的水洗工艺，水处理时，通过将磷、氟分级沉淀，分别产生的高纯度氟化钙和含磷沉淀，其中高纯度氟化钙可以用作工业氟化钙使用；含磷沉淀与矿泥杂质混合后可作为富含磷元素的植物营养土的原材料，能够实现变废为宝，实现资源再利用。本发明通过旋流器通过脱除磷石膏中的有机物，磷石膏的白度大大提高，可溶磷、可溶氟含量达到了磷石膏建材中二级品的规定。磷石膏中共晶磷和氟含量也降低。
27.2、本发明提供的净化方法，工艺流程简单，可以将磷石膏水洗净化环节，转移到贮存场，降低因净化石膏产销量不平衡带来的仓储压力，可以减少工厂占地面积，节约运输成本和仓储成本。
28.3、本发明方法工艺流程简单，流程中无高温、高压、高酸，因此废水可以循环使用，不会产生二次污染，有利于降低生产成本。
29.综上，本方法可有效解决目前磷石膏净化、除杂工艺中存在的工程化难题，为高效利用磷石膏资源提供一条新的途径。
附图说明
30.图1为本发明一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法的流程图。
具体实施方式
31.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将结合实施例来详细说明本技术。
33.实施例1
34.一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法，如图1所示，该净化方法包括如下步骤：
35.步骤1、选取经湿法磷酸工艺产生的磷石膏，并且将其经过压滤成磷石膏滤饼a后作为待净化的原料；该磷石膏滤饼a中caso4·
2h2o的质量分数为65％～90％，可溶磷含量大于0.5％，可溶氟含量大于0.3％；将磷石膏滤饼a加水溶解；调节至矿浆中caso4·
2h2o 的质量分数为25％～30％；
36.步骤2、将步骤1所得矿浆压滤脱水得到磷石膏滤饼b和滤出液a；所述步骤2中将步骤1所得矿浆压滤脱水至含水量为25～30％；
37.步骤3、滤出液a中加入氧化钙，经过搅拌和静置后，具体搅拌时间为2分钟，搅拌速度为100～200r/min；接着过滤得到氟化钙和滤出液b；除氟剂为氧化钙，除氟剂的添加量为磷石膏质量的2～4％；
38.步骤4、向滤出液b，添加石灰调节混合液ph值为6～7之间，经过搅拌和静置，得到磷沉淀，再次过滤得到含磷沉淀和中性的滤出液c；
39.步骤5、使用步骤4得到的中性滤液c重新将步骤2的磷石膏滤饼b调浆，矿浆浓度为25～30％；
40.步骤6、将步骤5得到的磷石膏浆，使用旋流器分离出机物杂质和矿泥杂质，得到磷石膏浆；所述步骤6中旋流器进浆压力设定为0.15～0.2mpa；
41.步骤7、将步骤6得到的磷石膏浆，通过布料机脱水，得到磷石膏滤饼c和滤液d，其中，磷石膏滤饼c即为净化石膏；
42.步骤8、将步骤4得到的含磷沉淀，与步骤6中的矿泥杂质混合，制备出能够用于改善盐碱地的营养土。
43.本实施例采用传统的水洗工艺，水处理时，通过将磷、氟分级沉淀，分别产生的高
纯度氟化钙和含磷沉淀，其中高纯度氟化钙可以用作工业氟化钙使用；含磷沉淀与矿泥杂质混合后可作为富含磷元素的植物营养土的原材料，能够实现变废为宝，实现资源再利用。本发明通过旋流器通过脱除磷石膏中的有机物，磷石膏的白度大大提高，可溶磷、可溶氟含量达到了磷石膏建材中二级品的规定。磷石膏中共晶磷和氟含量也降低。本发明提供的净化方法，工艺流程简单，可以将磷石膏水洗净化环节，转移到贮存场，降低因净化石膏产销量不平衡带来的仓储压力，可以减少工厂占地面积，节约运输成本和仓储成本。本发明方法工艺流程简单，流程中无高温、高压、高酸，因此废水可以循环使用，不会产生二次污染，有利于降低生产成本。本方法可有效解决目前磷石膏净化、除杂工艺中存在的工程化难题，为高效利用磷石膏资源提供一条新的途径。
44.实施例2
45.一种可实现全量利用的磷石膏提纯净化方法，该净化方法包括如下步骤：
46.步骤1、选取经湿法磷酸工艺产生的磷石膏，并且将其经过压滤成磷石膏滤饼a后作为待净化的原料；该磷石膏滤饼a中caso4·
2h2o的质量分数为65％～90％，可溶磷含量大于0.5％，可溶氟含量大于0.3％；将磷石膏滤饼a加步骤7中的滤液d溶解磷石膏滤饼 a溶解；调节至矿浆中caso4·
2h2o的质量分数为25％～30％；
47.步骤2、将步骤1所得矿浆压滤脱水得到磷石膏滤饼b和滤出液a；所述步骤2中将步骤1所得矿浆压滤脱水至含水量为25～30％；
48.步骤3、滤出液a中加入氧化钙，经过搅拌和静置后，具体搅拌时间为2分钟，搅拌速度为100～200r/min；接着过滤得到氟化钙和滤出液b；除氟剂为氧化钙，除氟剂的添加量为磷石膏质量的2～4％；
49.步骤4、向滤出液b，添加石灰调节混合液ph值为6～7之间，经过搅拌和静置，得到磷沉淀，再次过滤得到含磷沉淀和中性的滤出液c；
50.步骤5、使用步骤4得到的中性滤液c重新将步骤2的磷石膏滤饼b调浆，矿浆浓度为25～30％；
51.步骤6、将步骤5得到的磷石膏浆，使用旋流器分离出机物杂质和矿泥杂质，得到磷石膏浆；所述步骤6中旋流器进浆压力设定为0.15～0.2mpa；
52.步骤7、将步骤6得到的磷石膏浆，通过布料机脱水，得到磷石膏滤饼c和滤液d，其中，磷石膏滤饼c即为净化石膏；
53.步骤8、将步骤4得到的含磷沉淀，与步骤6中的矿泥杂质混合，制备出能够用于改善盐碱地的营养土。
54.本实施例除了能够达到实施例1的有益效果之外，还能够通过将滤液d代替水溶解磷石膏滤饼a，不仅能够节省工艺中的用水量，而且也会减少滤液d的排放，有利于降低生产成本。
55.以上的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。