专利名称：磷石膏废渣中放射性物质的分离方法
技术领域：
本发明涉及放射性物质的分离技术领域，尤其涉及一种对磷石膏废渣中的放射性
物质进行分离的方法。
背景技术：
磷石膏废渣是湿法生产磷酸产生的工业废渣，其主要成分为CaS04 2H20 ( 二水石 膏)以及硅酸盐等物质，甚至含有放射性物质，如果长期堆存，会严重污染自然环境，尤其 是对于一些放射性超标的磷石膏废渣(比如四川地区，尤其是德阳、什邡、绵竹)，其环境污 染和对人类的有害更加巨大。同时磷石膏废渣中的主要成份石膏又是一种重要的建筑材料 (当然也是一种重要的化工材料)，通过对磷石膏废渣的处理， 一方面可以减少人们对原生 石膏矿的开采，保护自然资源，同时又可以实现对磷石膏废渣的再生利用，实现变废为宝， 废物资源化，是一循环经济项目，还可以减少其对环境的污染，具有很强的环保效应。因此 对磷石膏废渣的综合开发利用具有很好的经济、社会、环保效益。 但是由于四川省尤其是德阳、什邡、绵竹湿法生产磷酸所使用的矿物含有放射性 物质，导致其产生的磷石膏废渣的放射性超标，经取样测试，该地区的磷石膏废渣样品的放 射性内照指数^为1. 89，而我国现行国家标准中规定，A类装修材料的内照指数K 1. 0， 因此对于该磷石膏废渣无法直接利用。 现在，为了能使用该磷石膏废渣生产建筑材料，主要采用在其中添加其他物质，改 变其配合比以降低其放射性，以符合国家标准的规定，但是这种工艺的应用范围具有很强 的局限性。另一种方法是降低磷石膏废渣的放射性，使得其放射性符合国家规定，但是，由 于磷石膏废渣的单位价值不高，现有的方法成本高昂，而且效果不佳，迄今人们尚未找到经 济适用的方法来解决磷石膏废渣中放射性超标的问题。由于没有合理有效的处置方式，这 些地方的湿法磷酸生产企业产生的磷石膏废渣只有采取露天堆存方式，日积月累，德阳、什 邡、绵竹三角地带的磷石膏废渣累积量已经达到全国的60%，对环境造成了严重的威胁，严 重影响群众健康。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、工艺简单的
降低磷石膏废渣中放射性的方法，尤其是一种从磷石膏废渣中分离出放射性物质的方法，
特别适用于四川德阳、什邡、绵竹地区磷石膏废渣中的放射性物质的分离方法。
由于人们对磷石膏废渣放射性物质形态认识的误区——由于过去大家对含放射
性物质矿的认识，大家普遍认为，放射性物质往往与稀土元素伴生，放射性物质是微量、均
匀分布在磷石膏废渣中，并和磷石膏废渣中的磷石膏等物质均匀混合在一起，难以逐一进
行分离，即时分离无论成本和能耗都很大，并且循着这个思路进行了大量的研究与试验，都
未能找到有效方法，导致这一问题在几十年来一直未能解决。但是发明人经过研究有了新 的认识。
3
发明人认为，磷石膏废渣中的放射性物质应该是伴生于大体积、大团粒结构的物 质(晶相结构中团粒大的物质)中，如磷石膏废渣中的硅酸盐、石英砂等，尤其是在硅酸盐 中，由于硅酸盐比较粘稠，放射性物质更容易与之伴生。有鉴于此，发明人提出了一种新的 放射性物质分离方法，该方法通过从磷石膏废渣中分离出硅酸盐等物质，已到达分离出磷 石膏废渣中放射性物质的目的。
本发明所述的方法具体包括步骤 采用物理分离方法从磷石膏废渣中分离出伴生有放射性物质的废渣。
所述物理分离方法采用重选法。 所述伴生有放射性物质的废渣包括，硅酸盐物质、石英砂。 所述重选法包括浮选步骤，通过浮选从磷石膏废渣中分离出比重小的硅酸盐物质 废渣。 在浮选步骤之前进一步包括洗选步骤，通过洗选从磷石膏废渣中分离出比重大的 石英砂废渣。
在所述洗选步骤之前进一步包括，均化步骤将磷石膏废渣加水搅拌成溶融状态，
形成流动性较强的磷石膏废渣膏体。 所述洗选步骤具体包括 将均化的磷石膏废渣膏体在洗选系统中加冲洗水进行洗选，磷石膏废渣中比重较 大的石英砂废渣在冲洗水的作用下沉淀出来，分离出包括伴生有放射性物质的石英砂废 渣；比重小，以石膏为主要成份的磷石膏废渣乳浊液成为初产品，初产品随冲洗水进入浮选 系统。 所述浮选步骤具体包括 在初产品中添加表面活性剂，并在浮选系统中搅拌，初产品中比重最小的物质在 浮选剂的作用下随着泡沫浮到磷石膏废渣乳浊液上层，滤除上层物质得到包括伴生有大量 放射性物质的硅酸盐，比重较大的石膏沉淀出来，得到含水的石膏。 本发明采用现有的处理设备，在常温常压下实施，通过分离出磷石膏废渣中放射 性物质的伴生矿物，达到分离放射性物质的目的，降低采用磷石膏废渣作为原料生成出的 产品的放射性，为对磷石膏废渣的资源化利用奠定了基础。本发明具有工艺简单、成本低 廉、能源消耗低的特点，经试验，处理并得到1吨磷石膏所需的成本在20 30元，远低于 开采天然石膏矿的成本，如果大规模的工业化应用，实现水的重复利用，成本会更低；同时 经过本发明所述方法的处理，很好地降低产品磷石膏的放射性，经过中国测试技术研究院 的测试，对内照指数IKa为1. 89的磷石膏废渣进行处理，得到的一级废渣的内照指数IKa为 0. 69，得到的二级废渣的内照指数IKa为2. 42。产品的内照指数IKa为0. 59，明显低于国家 标准中规定的《1.0。
图1本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
为了便于对发明的进一步理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的
4说明。
实施例1 : 如图1所提供的工艺流程图所示， 均化(图中未绘出)在搅拌系统中，将磷石膏废渣1加水搅拌成溶融状态，形成 流动性较强的磷石膏废渣膏体； 洗选将均化的磷石膏废渣膏体在洗选系统中加冲洗水进行洗选，磷石膏废渣中 比重较大的废渣在冲洗水的作用下沉淀出来，分离出伴生有放射性物质的一级废渣，在一 级废渣中主要是比重较大的石英砂、以及其他杂质，在石英砂等杂质上伴生有放射性物质； 而比重小的，以石膏为主要成份的磷石膏废渣乳浊液成为初产品，初产品随冲洗水进入浮 选系统； 浮选在初产品中添加表面活性剂(浮选剂)，在浮选系统中搅拌，初产品中比重 最小的杂质在浮选剂的作用下随着泡沫浮到磷石膏废渣乳浊液上层，滤除上层物质，从中 得到伴生有大量放射性物质的二级废渣；所述二级废渣以硅酸盐为主，以及其他相关物质， 在二级废渣中，尤其是在硅酸盐上伴生有大量的放射性物质，磷石膏废渣中的主要放射性 物质均伴生在硅酸盐中。 将磷石膏废渣乳浊液进行沉淀、比重较大的石膏沉淀出来，得到含水的石膏；
脱水将含水石膏脱水处理，去除其中的游离水，得到二水石膏(CaS04 2H20);
高温脱水将二水石膏(CaS04 *2H20)进行高温脱水，分离出结构水，得到产品半水 石膏(2CaS04 H20)。 经中国测试技术研究院测试，得到如表l所示的相关检测数据(报告编号检测字 第200911000010号)，当原料磷石膏废渣的内照指数IKa为1. 89，经本实施例处理后，得到 的一级废渣的内照指数IKa为0. 69 ;二级废渣的内照指数IKa为2. 42 ;得到的产品半水石膏 的内照指数L为0. 59。可以看出采用本工艺，将磷石膏废渣的内照指数L从1. 89降低到 0. 59，低于国家标准《l.O，已经可以作为装修材料适用；同时，从表中可以看出比活度Cre 从378.916降低到了 117. 851，(^从19.664降低到了 10.965。上述数据表明，明显改善了 放射性，表面已经较好地分离出了其中的放射性物质。
表1相关物质的放射性检测结果
名称放射性核素限量比活度(Bq/kg )lRa
碌石膏 废渣1. 891. 1378. 91619. 664
一级废 渣0. 690. 47137. 8542. 227
二级废 渣2. 421. 56484. 33564.506
石膏0. 590. 46117. 85110. 965 实施例2 :
5
浮选将磷石膏废渣加水混合后，加入表面活性剂(浮选剂)，在浮选系统中搅拌， 由于浮选剂起泡上浮，其中比重较小的杂质在浮选剂的作用下随着泡沫浮到上层，滤除上 层物质，从中得到伴生有大量放射性物质的废渣；所述废渣以硅酸盐为主，以及其他相关物 质，在所述废渣中，尤其是在硅酸盐上伴生有大量的放射性物质，磷石膏废渣中的主要放射 性物质均伴生在硅酸盐中。 将磷石膏废渣乳浊液进行沉淀、比重较大的石膏沉淀出来，得到含水的石膏；
脱水将含水石膏脱水处理，去除其中的游离水，得到二水石膏(CaS04 2H20);
高温脱水将二水石膏(CaS04 *2H20)进行高温脱水，分离出结构水，得到产品半水 石膏(2CaS04 H20)。
实施例3 : 将磷石膏废渣粉碎后，进行风力重选，比重大的石英砂等一级废渣从底部排除，比 重最小的硅酸盐的物质从顶部排除，石膏从中部排出。 当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，即 使对各个流程的执行顺序进行了改变，都属于本发明的保护范围。熟悉本领域的技术人员 可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附 的权利要求的保护范围。
权利要求
一种从磷石膏废渣中分离放射性物质的方法，其特征在于，采用物理分离方法从磷石膏废渣中分离出伴生有放射性物质的废渣。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理分离方法采用重选法。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述伴生有放射性物质的废渣包括，硅酸盐 物质、石英砂。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述重选法包括浮选步骤，通过浮选从磷石 膏废渣中分离出比重小的硅酸盐物质废渣。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在浮选步骤之前进一步包括洗选步骤，通过 洗选从磷石膏废渣中分离出比重大的石英砂废渣。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述洗选步骤之前进一步包括均化步骤 将磷石膏废渣加水搅拌成溶融状态，形成流动性较强的磷石膏废渣膏体。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述洗选步骤具体包括 将均化的磷石膏废渣膏体在洗选系统中加冲洗水进行洗选，磷石膏废渣中比重较大的石英砂废渣在冲洗水的作用下沉淀出来，分离出包括伴生有放射性物质的石英砂废渣；比 重小，以石膏为主要成份的磷石膏废渣乳浊液成为初产品，初产品随冲洗水进入浮选系统。
8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述浮选步骤具体包括 在初产品中添加表面活性剂，并在浮选系统中搅拌，初产品中比重最小的物质在浮选剂的作用下随着泡沫浮到磷石膏废渣乳浊液上层，滤除上层物质得到包括伴生有大量放射 性物质的硅酸盐，比重较大的石膏沉淀出来，得到含水的石膏。
全文摘要
本发明公开了一种从磷石膏废渣中分离放射性物质的方法，其特征在于，采用物理分离方法从磷石膏废渣中分离出伴生有放射性物质的废渣。所述物理分离方法采用重选法。所述重选法包括浮选、洗选。所述伴生有放射性物质的废渣包括，硅酸盐物质、石英砂。本发明具有方法简单、实时成本低，放射性物质分离效果明显的特点。经测试对内照指数IRa为1.89的磷石膏废渣进行处理，得的石膏内照指数IRa为0.59，明显低于国家标准中规定的≤1.0。
文档编号B03B1/00GK101733197SQ201010028090
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者张先忠 申请人:什邡市新凤凰建材有限责任公司