一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂和方法

本发明涉及磷石膏无害化处理，尤其涉及一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂和方法。

背景技术：

1、磷石膏是湿法磷酸中产生的固体废弃物，其主要成分为so42-与ca2+结合生成硫酸钙沉淀，在硫酸酸浸磷矿过程中，p、f、重金属、有机物等杂质夹杂在其中，随意堆积会对周围土壤、水体、大气造成严重污染。我国目前磷石膏年产出量8000万t/年，利用量4000万t/年，截止2022年底，我国已累计堆存磷石膏8.7亿t，且仍以约4000万t/年的速度增长。现有磷石膏堆场近几年内便会堆满。

2、磷石膏中的磷分为可溶磷、共晶磷、难溶磷，其中难溶磷以磷酸钙为主，化学性质比较稳定，在堆积、资源化利用过程中都不会造成危害。可溶磷包括h3po4、h2po4-、hpo42-、po43-等，易转移到水体中，现有的磷石膏无害化处理通过水洗、沉淀即可达标。共晶磷是由h2po4-、hpo42-替代so4-进入硫酸钙晶格中，以晶格磷的形式存在，不易溶于水，常规的水洗、沉淀难以去除，在堆积过程中会缓慢释放，污染环境；在磷石膏建材化利用过程中，会水化析出，严重影响磷石膏基建材的力学性能，阻碍了磷石膏的资源化利用。

3、目前的磷石膏常规水洗难以除去共晶磷，基于此有必要提供一种提取磷石膏中共晶磷的方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂和方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

2、第一方面，本发明提供了一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，包括以下重量份组分：萃取剂10～200份、提取剂1～50份。

3、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述萃取剂包括磷酸酯、异丙醚、煤油中的至少一种。

4、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述提取剂包括邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸、硼酸、盐酸、硫酸、硫酸钠、氯化钠中的至少一种。

5、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述提取剂包括邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸和硫酸钠的混合物。

6、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸和硫酸钠的质量比为(10～30):(5～15):(2～8)。

7、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述萃取剂包括磷酸酯、异丙醚和煤油的混合物。

8、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，所述萃取剂包括质量分数的组分：磷酸酯60～70％、异丙醚15～20％、煤油15～20％。

9、第二方面，本发明还提供了一种提取磷石膏中共晶磷的方法，包括以下步骤：

10、将所述的浸取剂与磷石膏混合后，再加入水，湿磨后，固液分离，得到水洗后的磷石膏。

11、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的方法，将所述的浸取剂与磷石膏混合后，再加入水，湿磨至磷石膏中粒径≤120μm的磷石膏占磷石膏总质量的60％以上时停止，固液分离，得到水洗后的磷石膏。

12、优选的是，所述的提取磷石膏中共晶磷的方法，浸取剂、磷石膏和水的质量比为1:(5～15):(5～20)；

13、湿磨时控制温度为20～25℃。

14、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

15、1.本发明的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，包括萃取剂和提取剂，通过提取剂释放晶格中的共晶磷，转移到水体中，再通过萃取剂将水中溶出的共晶磷和可溶磷富集到有机相中，实现p、f的分离，同时，增大磷石膏与水体间磷的浓度差，加快磷的释放，缩短洗涤时间，实现了对磷石膏中共晶磷的有效提取，对共晶磷和可溶磷的回收利用；

16、2.本发明的提取磷石膏中共晶磷的方法，采用“物理+化学”相结合的方法促进共晶磷的释放；通过湿磨重塑磷石膏形貌，打破表面晶格，将全部可溶磷和小部分共晶磷释放到水体中；通过萃取剂将水中的磷富集到有机相中，扩大磷石膏与水之间磷的浓度差，加快磷的释放，从而缩短洗涤时间，减少用水量；本发明湿磨仅一次水洗即可达到传统三次水洗的效果，极大减少了用水量，同时，湿磨还改善了磷石膏表面形貌，增强了磷石膏的流动性，在用作建材时降低了需水量。

技术特征：

1.一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，包括以下重量份组分：萃取剂10～200份、提取剂1～50份。

2.如权要求1所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述萃取剂包括磷酸酯、异丙醚、煤油中的至少一种。

3.如权要求1所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述提取剂包括邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸、硼酸、盐酸、硫酸、硫酸钠、氯化钠中的至少一种。

4.如权要求3所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述提取剂包括邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸和硫酸钠的混合物。

5.如权利要求4所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸和硫酸钠的质量比为(10～30):(5～15):(2～8)。

6.如权要求2所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述萃取剂包括磷酸酯、异丙醚和煤油的混合物。

7.如权要求6所述的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，其特征在于，所述萃取剂包括质量分数的组分：磷酸酯60～70％、异丙醚15～20％、煤油15～20％。

8.一种提取磷石膏中共晶磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的提取磷石膏中共晶磷的方法，其特征在于，将所述的浸取剂与磷石膏混合后，再加入水，湿磨至磷石膏中粒径≤120μm的磷石膏占磷石膏总质量的60％以上时停止，固液分离，得到水洗后的磷石膏。

10.如权利要求8～9任一所述的提取磷石膏中共晶磷的方法，其特征在于，浸取剂、磷石膏和水的质量比为1:(5～15):(5～20)；

技术总结
本发明提供了一种提取磷石膏中共晶磷的浸取剂和方法。本发明的提取磷石膏中共晶磷的浸取剂，包括萃取剂和提取剂，通过提取剂释放晶格中的共晶磷，转移到水体中，再通过萃取剂将水中溶出的共晶磷和可溶磷富集到有机相中，实现P、F的分离；本发明的提取磷石膏中共晶磷的方法，采用物理+化学相结合的方法促进共晶磷的释放；通过湿磨重塑磷石膏形貌，打破表面晶格，将全部可溶磷和小部分共晶磷释放到水体中；通过萃取剂将水中的磷富集到有机相中，加快磷的释放，从而缩短洗涤时间；本发明湿磨仅一次水洗即可达到传统三次水洗的效果，极大减少了用水量，同时，湿磨还改善了磷石膏表面形貌，增强了磷石膏的流动性，在用作建材时降低了需水量。

技术研发人员：马莉,张华丽,王潇峰,陈鲁豫
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