一种磷石膏净化处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及磷石膏净化处理领域，尤其是涉及一种磷石膏净化处理装置。


背景技术：

2.磷石膏是湿法磷酸工艺和磷肥工业不可避免的固体副产物，主要成分为二水硫酸钙。目前现有的磷酸超过90%均使用湿法工艺制备。每生产1吨磷酸，会产生约5吨磷石膏。我国每年新增磷石膏约0.8亿吨，全球每年新增磷石膏达2亿多吨。我国目前磷石膏实际综合利用率约为30%，主要包括制备工业石膏及石膏建材；用作水泥缓凝剂以及二段煅烧联产水泥和硫酸。
3.由于磷石膏还保留了磷矿石中的磷、氟、铝、铁、钾、钠、硅和极少量的放射性元素，以及在湿法磷酸工艺中引入的浮选试剂等杂质。这些杂质无法完全去除，影响和限制了磷石膏作为工业石膏的应用，加上石膏本身的工业价值较低，处理回收磷石膏中石膏的成本要远高于工业石膏本身的价值。尤其是可溶性磷、氟等杂质限制了磷石膏在建筑材料领域中的使用。
4.现有磷石膏处理方法主要包括水洗和浮选。水洗可以有效去除可溶性磷、氟等盐类杂质，但无法去除非水溶性杂质，对水的消耗引起水平衡和净化等新的工业问题；浮选工艺复杂，成本高，而且会引入新的浮选剂杂质。这两种方法在工业过程中存在纯化效率低、经济成本过高的缺点。因此，简单、高效、低成本的磷石膏处理装置是解决磷石膏综合利用难题的核心。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种磷石膏净化处理装置，该自然沉降槽工艺简单、纯化磷石膏效率高、成本极低、容易工业化，解决磷石膏净化除杂问题技术难题中的一个或多个。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种磷石膏净化处理装置，净化槽体上方设有第一驱动电机，第一驱动电机通过转动轴穿过净化槽体上方与净化槽体内部的搅拌桨连接，净化槽体上方开口一侧设有溢流槽，溢流槽靠近净化槽体内侧设有旋转的刮泡板，溢流槽外部与泡沫回收槽连通，净化槽体一侧设有出渣口和出液口，出液口设置在出渣口上方，净化槽体底部还设有锥形的排渣口，排渣口上设有电动阀门。
7.优选方案中，出液口位于净化槽体1/2高度，出液口上设有阀门，出渣口位于出液口下方，距离净化槽体底部1/3高度，出渣口设有阀门。
8.优选方案中，净化槽体上设有进液口，进液口高于溢流槽。
9.优选方案中，刮泡板与净化槽体转动连接，净化槽体上设有第二驱动电机，第二驱动电机与刮泡板连接。
10.优选方案中，净化槽体上方还设有支撑座，转动轴与支撑座转动连接，转动轴上端与转动轮连接，转动轮与第一驱动电机连接。
11.优选方案中，第一驱动电机设置在支撑座一侧，第一驱动电机通过传动带与转动轮连接。
12.优选方案中，净化槽体内部设有中心筒，中心筒上端与支撑座连接，转动轴设置在中心筒内部。
13.优选方案中，还设有通气管，通气管一端设置在净化槽体外部，通气管另一端穿过净化槽体与中心筒连通。
14.优选方案中，净化槽体底部还设有排污口。
15.优选方案中，该自然沉降净化槽体处理磷石膏的处理能力为：
16.m=15/32
･
πr2
･
h；其中，m为所述槽体处理磷石膏能力，单位为t；r为槽体半径，单位为m；h为槽体高度，单位为m。
17.本实用新型提供了一种磷石膏净化处理装置，通过简单的混合搅拌，在自然沉降的原理下，以时间为主要成本，实现了磷石膏在溶剂相中的自然分层，使主要的水溶性盐、浮选剂等表面活性剂类以及其他比重较轻的杂质悬浮于中上层，成功与磷石膏主要成分二水硫酸钙分离。该自然沉降槽结构简单，无易损件、经久耐用、维修率极低；动力极少、节约能源；占地省、投资少、效率高，运行稳定，容易操作。且该沉降槽可串联使用，连续批量处理磷石膏。使得磷石膏中二水硫酸钙纯度大幅度提升，杂质含量达到工业石膏标准，可广泛用于建筑材料、水泥缓凝剂等领域。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
19.图1是本实用新型总体结构图。
20.图中：第一驱动电机1；通气管2；净化槽体3；溢流槽301；出液口4；中心筒5；排污口6；排渣口7；电动阀门8；出渣口9；泡沫回收槽10；刮泡板11；驱动轮12；第二驱动电机13；支撑座14；转动轮15；转动轴16；搅拌桨17。
具体实施方式
21.实施例1
22.如图1所示，一种磷石膏净化处理装置，净化槽体3上方设有第一驱动电机1，第一驱动电机1通过转动轴16穿过净化槽体3上方与净化槽体3内部的搅拌桨17连接，净化槽体3上方开口一侧设有溢流槽301，溢流槽301靠近净化槽体3内侧设有旋转的刮泡板11，溢流槽301外部与泡沫回收槽10连通，净化槽体3一侧设有出渣口9和出液口4，出液口4设置在出渣口9上方，净化槽体3底部还设有锥形的排渣口7，排渣口7上设有电动阀门8。使用该自然沉降槽处理磷石膏溶液时，磷石膏会分为4-5层：顶层黑色油相泡沫层，透明澄清溶剂层，黑色泥相层，灰色泥相层，最底层灰色固相磷石膏层。回收各层成分时，由上向下依次操作：首先用刮泡板11回收顶层泡沫；后经由出液口4放掉液相；后经由出渣口9放掉泥相；最后经由排渣口7回收底层磷石膏。
23.优选方案中，出液口4位于净化槽体31/2高度，出液口4上设有阀门，出渣口9位于出液口4下方，距离净化槽体3底部1/3高度，出渣口9设有阀门。净化槽体3上设有进液口，进液口高于溢流槽301。
24.优选方案中，刮泡板11与净化槽体3转动连接，净化槽体3上设有第二驱动电机13，第二驱动电机13与刮泡板11连接。第二驱动电机13驱动刮泡板11转动回收顶层泡沫。
25.优选方案中，净化槽体3上方还设有支撑座14，转动轴16与支撑座14转动连接，转动轴16上端与转动轮15连接，转动轮15与第一驱动电机1连接。支撑座14支撑整个转动轴16和第一驱动电机1。
26.优选方案中，第一驱动电机1设置在支撑座14一侧，第一驱动电机1通过传动带与转动轮15连接。第一驱动电机1驱动转动轮15，转动轮15带动转动轴16转动。
27.优选方案中，净化槽体3内部设有中心筒5，中心筒5上端与支撑座14连接，转动轴16设置在中心筒5内部。还设有通气管2，通气管2一端设置在净化槽体3外部，通气管2另一端穿过净化槽体3与中心筒5连通。通气管2向净化槽体3内部通入空气。
28.优选方案中，净化槽体3底部还设有排污口6。排污口6起到临时排污作用。
29.优选方案中，该自然沉降净化槽体3处理磷石膏的处理能力为：
30.m=15/32
･
πr2
･
h；
31.其中，m为所述槽体处理磷石膏能力，单位为t；r为槽体半径，单位为m；h为槽体高度，单位为m。
32.实施例2
33.结合实施例1进一步说明，如图1所示结构，用于对新鲜磷石膏首次自然沉降分离提纯；先将磷石膏与水溶液按照1：1混合，在60rpm转速下搅拌10分钟，使磷石膏和水溶液混合均匀，然后通过进液口导入槽体中，开始静置自然分层。静置5天左右，磷石膏会分为5层，由上到下依次为：顶层黑色油相泡沫层，透明澄清溶剂层，黑色泥相层，灰色泥相层，最底层灰色固相磷石膏层。回收各层成分时，由上向下依次操作：首先用泡沫刮板回收顶层泡沫；后经由出液口4放掉液相；后经由出渣口9放掉泥相，包括黑色泥相层和灰色泥相层；最后经由排渣口回收底层磷石膏。
34.该装置经过一次自然沉降可以去除磷石膏中超过95%的有机杂质、超过60%的可溶磷、超过40%的可溶氟以及约50%的其他比重较小的杂质，提升磷石膏中二水硫酸钙的纯度。
35.实施例3
36.结合实施例1进一步说明，如图1所示结构，用于对新鲜磷石膏高速搅拌之后的首次自然沉降或者对经过一次沉降的磷石膏进行二级自然沉降。
37.对新鲜磷石膏高速搅拌之后的首次自然沉降：先将磷石膏与水溶液按照1：1混合同时加入槽体中，同时在500rpm转速下搅拌30分钟，使磷石膏和水溶液混合均匀，然后开始静置自然分层。静置5天左右，磷石膏会分为4层，由上到下以此为：透明澄清溶剂层，黑色泥相层，灰色泥相层，最底层灰色固相磷石膏层。回收各层成分时，由上向下依次操作：首先由出液口放掉液相；后经出渣口放掉泥相，包括黑色泥相层和灰色泥相层；最后经由排渣口回收底层磷石膏。
38.该装置经过一次自然沉降可以去除磷石膏中超过85%的有机杂质、超过65%的可溶磷、超过45%的可溶氟以及约50%的其他比重较小的杂质，提升磷石膏中二水硫酸钙的纯度。
39.实施例4
40.结合实施例1进一步说明，如图1所示结构，湿法磷酸车间二水硫酸钙工艺产生的副产物磷石膏，含有二水硫酸钙68.3%，附着水25.6%,水溶磷1.0%，水溶性氟0.9%。取该磷石
膏504.3g,与752.1ml纯净水混合，在500rpm的转速下搅拌30min，转移至径高比为1：7的自然沉降槽中静置6天，混合溶液分为4层，由上到下以此为：透明澄清水溶剂层，黑色泥相层，灰色泥相层，灰色固相磷石膏层；不考虑水分蒸发，4层体积比约为300：40：170：250 ml.收集底层磷石膏，抽滤得到纯化过后的磷石膏重量约357.2g，其中含有磷石膏71.8%，附着水27.3%，水溶磷0.3%，水溶性氟0.1%。磷石膏回收率为69.6%，磷石膏中二水硫酸钙纯度增加3.5%。
41.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。