一种磷石膏固化剂、磷石膏无害化处理方法

本发明属于磷石膏无害化处理，尤其涉及一种磷石膏固化剂、磷石膏无害化处理方法。

背景技术：

1、磷石膏是湿法磷酸中硫酸酸解磷矿过程中产生的副产物，含有p、f、重金属、有机物等杂质，随意堆积会对周围土壤、水体、大气造成严重污染。因此，磷石膏无害化势在必行。

2、目前磷石膏无害化处理主要针对其中的可溶性p、f，沉淀法即向磷石膏料浆中投加氧化钙，将p、f转换成cahpo4·2h2o、ca3(po4)2·2h2o、caf2等阻止其在环境中的迁移，实现磷石膏的无害化。但受caf2溶解度的影响，f离子去除不稳定，企业为此会投入过量生石灰处理，导致处理后的磷石膏ph过高。同时，沉淀法还会产生大量污泥，需额外处置平添处理费用。另有传统沉淀法处理后，磷石膏中仍存在共晶磷，在堆积过程中会持续释放，超过gb 8978中一级标准。

3、现有技术公开了一种磷石膏原渣无害化处理方法，但该方法所用药剂成本较高；现有技术还公开了一种磷石膏无害化处理的方法，但该方法所用药剂在固化结束后不能持续对磷石膏释放的共晶磷起到固定作用。

4、基于目前的磷石膏无害化处理存在的缺陷，有必要对此进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种磷石膏固化剂、磷石膏无害化处理方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

2、第一方面，本发明提供了一种磷石膏固化剂，包括以下重量份组分：沉淀剂1～10份，网捕剂1～15份，碱性激发剂0.01～1份，矿渣、高硅铝固废20～50份。

3、优选的是，所述的磷石膏固化剂，所述沉淀剂包括氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的至少一种。

4、优选的是，所述的磷石膏固化剂，所述网捕剂包括硅酸钠、铝酸钠、纤维素酸钠中的至少一种。

5、优选的是，所述的磷石膏固化剂，所述碱性激发剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、硫酸钠中的至少一种。

6、优选的是，所述的磷石膏固化剂，所述矿渣、高硅铝固废包括粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的至少一种。

7、第二方面，本发明还提供了一种磷石膏无害化处理方法，包括以下步骤：

8、将磷石膏和水混合后打浆，得到磷石膏料浆；

9、将任一所述的沉淀剂、网捕剂加入至磷石膏料浆中，搅拌反应；

10、向反应后的磷石膏浆料中加入任一所述碱性激发剂和矿渣、高硅铝固废，继续搅拌反应，过滤，得到无害化磷石膏。

11、优选的是，所述的磷石膏无害化处理方法，所述磷石膏，水，沉淀剂，网捕剂，碱性激发剂，矿渣、高硅铝固废的质量比为(100～1000):(300～3000):(1～10):(1～15):(0.01～1):(20～50)。

12、优选的是，所述的磷石膏无害化处理方法，将任一所述的沉淀剂、网捕剂加入至磷石膏料浆中，于室温下搅拌反应15～30min。

13、优选的是，所述的磷石膏无害化处理方法，向反应后的磷石膏浆料中加入任一所述碱性激发剂和矿渣、高硅铝固废，于室温下搅拌反应15～30min，过滤，得到无害化磷石膏。

14、优选的是，所述的磷石膏无害化处理方法，所述磷石膏为水洗后的磷石膏，所述水洗后的磷石膏中以p2o5计可溶性p质量含量≤0.3％，可溶性f质量含量≤0.2％。

15、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

16、1.本发明的磷石膏固化剂，比之前的药剂以钙盐和固废为主，成本更低；且本发明的磷石膏固化剂在固化结束后持续对磷石膏释放的共晶磷起到固定作用；本发明的磷石膏固化剂，基于“共沉淀-网捕”的原理，矿渣、高硅铝固废通过碱性激发剂激活，包覆生成的caf2降低其水中的接触面积，从而使处理后磷石膏中的f能够稳定达标。其中的有效位点能够持续结合释放的共晶磷，阻止磷在环境中的迁移，使处理后的磷石膏能够稳定达标，且以矿渣、高硅铝固废治理磷石膏，以废治废，有效降低磷石膏处理成本；

17、2.本发明基于“共沉淀-网捕”的机理，配合矿渣、高硅铝固废，探索出了一种低成本通用型可用于磷石膏中多形态p、f持续稳定固化的固化剂，处理后磷石膏达到《污水综合排放标准》gb 8978-1996一级标准，减轻企业环保压力，具有一定的实用价值。本发明固化剂使用条件温和，工艺流程简单，有效降低磷石膏处理过程中的运行成本。

技术特征：

1.一种磷石膏固化剂，其特征在于，包括以下重量份组分：沉淀剂1～10份，网捕剂1～15份，碱性激发剂0.01～1份，矿渣、高硅铝固废20～50份。

2.如权利要求1所述的磷石膏固化剂，其特征在于，所述沉淀剂包括氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的至少一种。

3.如权利要求1所述的磷石膏固化剂，其特征在于，所述网捕剂包括硅酸钠、铝酸钠、纤维素酸钠中的至少一种。

4.如权利要求1所述的磷石膏固化剂，其特征在于，所述碱性激发剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、硫酸钠中的至少一种。

5.如权利要求1所述的磷石膏固化剂，其特征在于，所述矿渣、高硅铝固废包括粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的至少一种。

6.一种磷石膏无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的磷石膏无害化处理方法，其特征在于，所述磷石膏，水，沉淀剂，网捕剂，碱性激发剂，矿渣、高硅铝固废的质量比为(100～1000):(300～3000):(1～10):(1～15):(0.01～1):(20～50)。

8.如权利要求6所述的磷石膏无害化处理方法，其特征在于，将权利要求1～5中任一所述的沉淀剂、网捕剂加入至磷石膏料浆中，于室温下搅拌反应15～30min。

9.如权利要求6所述的磷石膏无害化处理方法，其特征在于，向反应后的磷石膏浆料中加入权利要求1～5中任一所述碱性激发剂和矿渣、高硅铝固废，于室温下搅拌反应15～30min，过滤，得到无害化磷石膏。

10.如权利要求6所述的磷石膏无害化处理方法，其特征在于，所述磷石膏为水洗后的磷石膏，所述水洗后的磷石膏中以p2o5计可溶性p质量含量≤0.3％，可溶性f质量含量≤0.2％。

技术总结
本发明提供了一种磷石膏固化剂、磷石膏无害化处理方法。本发明的磷石膏固化剂，比之前的药剂以钙盐和固废为主，成本更低；且本发明的磷石膏固化剂在固化结束后持续对磷石膏释放的共晶磷起到固定作用；本发明的磷石膏固化剂，基于“共沉淀‑网捕”的原理，矿渣、高硅铝固废通过碱性激发剂激活，包覆生成的CaF2降低其水中的接触面积，从而使处理后磷石膏中的F能够稳定达标。其中的有效位点能够持续结合释放的共晶磷，阻止磷在环境中的迁移，使处理后的磷石膏能够稳定达标，且以矿渣、高硅铝固废治理磷石膏，以废治废，有效降低磷石膏处理成本。

技术研发人员：张华丽,王潇峰,赵凯
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16