磷石膏无害化处理的方法技术

本发明专利技术涉及一种湿法磷酸副产的磷石膏无害化处理的方法，该磷石膏加水调制成再浆，然后交替进行真空抽滤和滤饼加水洗涤过程，洗除石膏中水溶性的Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］及Ｆ，被抽滤出的洗涤液返回磷酸装置，回收其中的水溶性的Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］及Ｆ。经洗涤的石膏可以采用干法排渣送去综合利用作为建材，或采用湿法排渣，用渣场回水调浆，然后送入反应槽，加入石灰石进行中和反应，使槽内石膏浆ｐＨ值≥４．５，经澄清后，下层沉积物即为无害化磷石膏可安全堆存和综合利用。本方法回收利用磷石膏中有害的水溶性磷和氟，生产出有用的磷酸及氟硅酸产品，既提高了资源的利用率，又降低了磷石膏的毒性危害，极大地降低了处理成本，实现了循环经济和环境友好的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种湿法磷酸生产过程中的副产物—磷石膏的无害化处理方法。
技术介绍
湿法磷酸是生产复合磷肥或磷酸盐的基础中间产品，需求量大，在化学工业中具有非常重要的地位。湿法磷酸是以磷矿石和浓硫酸为原料，二者反应生成磷酸(H3PO4)，并同时副产大量石膏(CaSO4·2H2O)，通常称为磷石膏。目前，我国已经形成约500万吨/年P2O5的磷酸生产能力，而副产磷石膏的量约达2500万吨/年，目前由于石膏需求量有限，其中只有很少一部分被用于生产硫酸、水泥、水泥缓凝剂、建筑石膏制品等产品的原料，其余绝大部分仍是废弃堆放。湿法磷酸副产的磷石膏中通常含有水溶性P2O5(磷酸)0.2～0.6％，水溶性F(氟硅酸)0.2～0.4％，pH多在2.0以下；当操作工艺控制不佳时，水溶性P2O5甚至可高达0.8～1.2％，这不仅损失大量有用资源，而且带来严重的环境保护问题。目前，我国已有GB5085.1-1996《危险废物鉴别标准—腐蚀性鉴别》和GB5085.3-1996《危险废物鉴别标准—浸出物毒性鉴别》对废弃物作出了规定，当废弃物pH值≤2或≥12.5时，为腐蚀性的危险废弃物，当浸出液中可溶性F≥50mg/l时，则该废弃物为具有浸出毒性的危险废物，需要进行无害化处理后才允许排放。目前的湿法磷酸生产厂，都没有对副产磷石膏进行特别处理，排放的磷石膏属于此危险废物之列，必须进行无害化处理，达标后才能排放。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，本法能对磷石膏中的有害物质进行回收作为有用资源，从而提高了经济效益，降低了处理成本。本方法按以下步骤进行 本专利技术除另有说明外，均以重量计。1、，首先将湿法磷酸副产的磷石膏加水调制成再浆液，加入过滤机中，交替进行真空抽滤和滤饼加水洗涤过程，直至滤饼中水溶性P2O5和水溶性F均分别≤0.1％；过滤机抽出的滤液返回磷酸生产装置用作磷酸过滤工序的洗涤水，回收其中的可溶性P2O5和水溶性F，洗涤后的磷石膏用作为建材或石膏制品原料等，进行综合利用。本方法还可将洗涤后的磷石膏通过中和反应进一步净化处理，，处理步骤是将洗涤后的磷石膏加水调制成石膏浆，用中和剂进行中和反应，使石膏中残余的水溶性P2O5(磷酸)和水溶性F(氟硅酸)反应生产难溶性的CaHPO4·2H2O和CaF2，至石膏浆pH值≥4.5后，送入澄清池，澄清后，上层清液收集入回水池内，下层沉积物为无害化磷石膏；所说的中和剂选自石灰石，生石灰或电石渣。中和反应式如下1)用石灰石为原料 2)用石灰或电石渣为原料 所说中和剂优选石灰石或电石渣。选用电石渣可“以废治废”，经济而质优，缺点是电石渣的来源受区域和供应量限制，若湿法磷酸生产装置邻近能提供电石渣，则中和剂选择电石渣最为经济合理；使用时，将电石渣用水调成浆液后加入中和槽中。选用石灰石，其来源广泛、经济，是理想的中和剂，石灰石经破碎、加水研磨制成石灰浆液后加入中和槽中。若采用生石灰，运行成本较高，将其用水制成石灰浆液后加入中和槽中。所说的回水池的清液返回系统循环使用，用于磷石膏的再浆调制用水、过滤洗涤液用水或/和洗涤后的石膏浆调浆用水。本方法中对磷石膏再浆液进行洗涤和过滤的技术参数为洗涤时，控制液/固＝1.5～2.0∶1；过滤时，洗涤水/干基磷石膏＝0.8～1.0∶1，过滤真空度40～60kPa。所述洗涤后的石膏浆加水调浆，并进行中和剂反应的技术参数为调浆时控制液/固＝3.0～3.5∶1，中和剂用量按石膏浆PH值≥4.5控制。本方法中经过再浆洗涤和过滤后的磷石膏已得到相当程度的净化，一是采用干法排渣送去综合利用，作为生产硫酸和水泥、水泥缓凝剂、纸面石膏板、空心条板、石膏砖、石膏砌块和熟石膏粉的原料。另一是当暂时还不能综合利用仍需废弃堆放时，则采用湿法排渣，进一步调浆后进行中和反应处理，使磷石膏达标排放，可综合用于建材原料或安全堆存。本专利技术首先将湿法磷酸副产的磷石膏再浆洗涤、过滤，将滤液(低浓度磷酸)返回到磷酸装置作为磷酸过滤工序的洗涤水，使其中所含有的水溶性P2O5(即磷酸)和水溶性F(即氟硅酸)进入稀磷酸产品中，P2O5得以回收，而水溶性F则在稀磷酸的进一步浓缩工艺中被气化逸出，用水吸收成有用的副产品—氟硅酸。本方法在洗去磷石膏中90～99.5％的水溶性P2O5和水溶性F后，残余少量酸性成分通过中和反应除去，使中和剂用量减少到最低限度；本方法还直接采用廉价的石灰石作为中和剂，使处理成本大降低。水溶性P2O5(即酸酸)及水溶性F(即氟硅酸)经中和反应后分别生成难溶性的CaHPO4·2H2O和CaF2，处理后的磷石膏中，水溶性P2O5≤0.05％(重量)，水溶性F≤0.035％，pH值≥4.5；渣场澄清池分离出的清液中，水溶性P2O5≤0.05％(重量)，水溶性F≤50mg/L，pH＝4.5～7.0；澄清池下层沉积物已符合GB5085.1-1996和GB5085.3-1996《危险废物鉴别标准》的规定，为无害化磷石膏，也可综合用于建材原料或安全堆存，不会对环境造成危害。本方法对磷石膏进行无害化处理，不仅满足环保要求，创造社会效益，而且还可以回收大量可观有用的资源，其回收价值不仅抵偿磷石膏净化装置的投资和运行费用，甚至还能为企业创造可观的经济效益。综上所述，本专利技术将磷石膏中有害的水溶性磷和氟回收利用生产出有用的产品，残余部分进行无害化处理，既提高了资源的利用率，又降低了磷石膏的毒性危害，极大地降低了处理成本，实现了循环经济和环境友好的目标。附图说明图1是本专利技术磷石膏无害化处理流程框图。图中，1-再浆槽，2-过滤机，3-中和槽，4-澄清池，5-回水池，6破碎机，7-球磨机，8-生石灰或电石渣制浆槽。具体实施例方式实施例某磷肥厂磷酸装置两套，总生产能力80万吨/年P2O5，副产磷石膏575吨/小时(或414万吨/年)，干基磷石膏含水溶性P2O50.8～1.0％(重量)，含水溶性F～0.35％(重量)，pH≤2.0。按照本专利技术的方法建立磷石膏无害化处理装置，含有以下主要设备球磨机1830×6120 1台转台式过滤机，过滤面积160m22台中和槽1台，容积为1152m3多格反应槽，规格12000×12000×8000(mm)，内含4个反应格。结合图1来说明本专利技术的处理过程如下原料采用来自磷酸装置的磷石膏，575吨/小时，其中P2O5含量为0.8％(重量)，水溶性F含量为0.35％(重量)。将磷石膏加入到再浆槽1，加水调制成再浆液，再浆液入转台式过滤机2，随着转台的旋转，交替进行真空抽滤(真空度40～60kPa)和滤饼加水洗涤过程，洗涤水来自回水池5，从过滤机2抽出的滤液(即洗涤液)返回磷酸装置作为磷酸过滤工序的洗涤水，回收其中的水溶性P2O5和水溶性F；石膏浆经洗涤过滤后，滤饼中水溶性P2O5和水溶性F均≤0.1％，水溶性P2O5和F的洗涤回收率已达99％；一部分过滤后的石膏采用干法排渣送去综合利用作建材，其余部分采用湿法排渣，按液/固＝3.2∶1的比例用回水池5来的水进行调浆，通过泵和输送管道将其送入中和槽3(多格反应槽)。中和剂用量按PH值≥4.5控制，将中和剂石灰石称量后加入破碎机6，粉碎后入球磨机7中加水进行研磨，调制成浆液后加入中和槽3内，在搅拌器作用下与槽内石膏浆进行中和反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
磷石膏无害化处理的方法，其特征是将湿法磷酸副产的磷石膏加水调制成再浆液，加入过滤机中，交替进行真空抽滤和滤饼加水洗涤过程，洗涤液从过滤机抽出后送磷酸生产装置，用作磷酸过滤工序的洗涤水，回收其中的可溶性Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］和水溶性Ｆ，洗涤后的磷石膏用作为建材或石膏制品原料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国兴，陈玉如，
申请(专利权)人：上海南化水处理技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]