本发明专利技术提供了一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，包括如下步骤：将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离得到的固体焙烧后加工制得硫酸，分离得到的液体加CO2得到粗氢氧化铝，粗氢氧化铝加工得到氢氧化铝，氢氧化铝再与聚磷酸、磷酸、尿素、硼酸、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、乙醇、冰醋酸和纸浆制得环保阻燃纸板。本发明专利技术具有将磷石膏和赤泥进行综合利用，减少环境污染，利用率高，产品氢氧化铝是制备环保阻燃纸板的良好阻燃剂原料，本发明专利技术联产的环保阻燃纸板具有生产成本低的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法
本专利技术涉及一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，属于冶金化工领域。
技术介绍
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，制取1吨磷酸副产磷石膏约5吨。目前，全世界每年排放磷石膏总量约为1.2-1.4亿吨，我国约为5000万吨左右，占全球年排放磷石膏总量的25-29%，这一数量呈增加趋势，且目前国内磷石膏堆放量达2.5亿吨。目前大部分企业将磷石膏堆放处理，这存在着诸多弊端。因为磷石膏除主要成份为CaSO4·2H2O外，还含有多种其它杂质。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐以及砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞等杂质，这导致磷石膏会造成大量污染。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数千万吨。贵州的氧化铝厂排放的赤泥还具有一定的放射性，目前只能依靠大面积的堆场堆放。占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。另一方面，目前拜耳法制取氧化铝时所用的铝土矿铝硅比低，相应的拜耳赤泥中的残余Al量也越来越高，拜耳赤泥的剩余利用价值也更高。阻燃纸是具有不燃烧或难燃烧性能的一类纸的总称。它有较高的强度性能和优异的阻燃性能。阻燃纸的制作大多是使用阻燃剂对纸浆进行加工，但是现目前，作为阻燃纸用阻燃剂主要原料之一的氢氧化铝价格持续升高，直接导致了阻燃纸板的生产成本高的问题。现目前，磷石膏和赤泥大量堆积，污染环境，对磷石膏和赤泥的利用主要是用作建筑材料方面，但是这种使用方式对磷石膏和赤泥的附加值很低，磷石膏中夹带的酸和赤泥中夹带的碱导致建材品质下降，磷石膏和赤泥中的大量有价成分也未能得到有效利用。目前综合利用磷石膏和赤泥生产酸并联产环保阻燃纸板的工艺，未见报道。专利技术目的本专利技术的目的在于，提供一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法。本专利技术具有将磷石膏和赤泥进行综合利用，减少环境污染，利用率高，产品氢氧化铝是制备环保阻燃纸板的良好阻燃剂原料，本专利技术联产的环保阻燃纸板具有生产成本低的特点。本专利技术的技术方案一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，包括如下步骤：（1）将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；（2）将步骤（1）中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；（3）向步骤（1）中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀在100-120℃下烘干，至水分低于0.5%后，得到粗氢氧化铝，向粗氢氧化铝中加入其0.1-0.6wt%的脱色剂和0.05-0.2wt%的分散剂进行研磨，制得氢氧化铝；（4）将聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反应釜中，然后再加入硼酸锌和步骤（3）制得的氢氧化铝，加热，保温，然后出料，进行粉碎过筛，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、乙醇和冰醋酸进行表面改性，得到复合阻燃剂，将复合阻燃剂与纸浆混合均匀后，抄制成形，压榨干燥，制得环保型阻燃纸板。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（1）中，所述的赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥；所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（1）中，所述的生料中，磷石膏和赤泥按照1-1.5:1-1.3重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-20%；焙烧是在温度1050-1400℃下焙烧时间0.5-3h；溶出时的液固体积比为3-7:1。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（1）中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（2）中，所述焙烧的条件是将硫化物置于40-45%的富氧环境下，在1000-1200℃下焙烧2-5h。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（3）中，所述脱色剂为过碳酸钠、过硼酸钠或过硫酸钠中的一种或一种以上的混合物；所述分散剂为乙醇或聚乙二醇；所述研磨采用氧化铝衬板的球磨机，研磨介质为氧化铝球，球料比为6-9：1。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（4）中，按重量份计，所述环保型阻燃纸板包括聚磷酸0.5-1份、磷酸0.1-0.5份、尿素0.1-0.5份、硼酸锌0.5-2份、氢氧化铝2-8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂0.05-0.1份、乙醇0.03-0.1份、冰醋酸0.01-0.05份和纸浆60-80份。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，按重量份计，所述环保型阻燃纸板包括聚磷酸0.7份、磷酸0.3份、尿素0.2份、硼酸锌0.7份、氢氧化铝5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂0.08份、乙醇0.06份、冰醋酸0.03份和纸浆70份。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（4）中，所述粉碎过筛是过400目筛；所述加热的温度为170-180℃；所述保温的时间为1-2h；所述改性的温度为45-60℃，时间为0.5-1.5h。前述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，步骤（4）中，所述纸浆的浓度为0.5-2%。本专利技术通过将磷石膏和赤泥反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：CaSO4（磷石膏）+Na2O·SiO2·Al2O3（赤泥）→Na2O·Al2O3+CaO·SiO2↓+[硫]从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与赤泥中的SiO2生成原硅酸钙（CaO·SiO2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na2O·Al2O3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为FeS；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到FeS。有益效果1、本专利技术以磷石膏和赤泥作为主要反应原料综合利用，在添加一定量的添加剂和改性剂混合研磨后进行焙烧，水磨浸出，然后进行固液分离即可对各组分进行分别提取再利用，在大量消耗磷石膏和赤泥的同时，可缓解磷石膏和赤泥大量堆积问题，并减少磷石膏和赤泥对环境的污染。2、本专利技术将工业废弃物磷石膏和赤泥配以改性剂、添加剂进行综合利用，焙烧后经水磨溶出后经固液分离，在焙烧过程中形成的主要成分金属硫化物、偏铝酸盐和硅酸盐成分分明，均可单独提取，处理工艺简单，原料价格低廉，这大大提高了磷石膏和赤泥的附加值。3、本专利技术通过磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合研磨后焙烧，再水磨溶出后进行固液分离，得到的产物成分分明，均可单独提取，有效的提高了磷石膏和赤泥的综合利用率。4、本专利技术使用磷石膏、赤泥和一定的添加剂、改性剂作为原料，进行焙烧，焙烧后的中间产物均不含有机质，非常利于后期各有用成分的提取，尤其是从固液分离中得到的氢氧化铝，经过脱色剂和分散剂处理以后，纯度可达到99%以上，是制备环保阻燃纸板的良好阻燃剂原料。5、本专利技术利用工业废渣磷石膏和赤泥添加改性剂和添加剂后制得氢氧化铝，工艺简单，且主要原料成本低廉，大大降低了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；（2）将步骤（1）中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；（3）向步骤（1）中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀在100‑120℃下烘干，至水分低于0.5%后，得到粗氢氧化铝，向粗氢氧化铝中加入其0.1‑0.6wt%的脱色剂和0.05‑0.2wt%的分散剂进行研磨，制得氢氧化铝；（4）将聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反应釜中，然后再加入硼酸锌和步骤（3）制得的氢氧化铝，加热，保温，然后出料，进行粉碎过筛，再加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、乙醇和冰醋酸进行表面改性，得到复合阻燃剂，将复合阻燃剂与纸浆混合均匀后，抄制成形，压榨干燥，制得环保型阻燃纸板。
【技术特征摘要】
1.一种利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；（2）将步骤（1）中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；（3）向步骤（1）中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀在100-120℃下烘干，至水分低于0.5%后，得到粗氢氧化铝，向粗氢氧化铝中加入其0.1-0.6wt%的脱色剂和0.05-0.2wt%的分散剂进行研磨，制得氢氧化铝；（4）将聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反应釜中，然后再加入硼酸锌和步骤（3）制得的氢氧化铝，加热，保温，然后出料，进行粉碎过筛，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、乙醇和冰醋酸进行表面改性，得到复合阻燃剂，将复合阻燃剂与纸浆混合均匀后，抄制成形，压榨干燥，制得环保型阻燃纸板。2.根据权利要求1所述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥；所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。3.根据权利要求1所述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃纸板的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的生料中，磷石膏和赤泥按照1-1.5:1-1.3重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-20%；焙烧是在温度1050-1400℃下焙烧时间0.5-3h；溶出时的液固体积比为3-7:1。4.根据权利要求1所述的利用磷石膏和赤泥制酸联产环保阻燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，路坊海，王海峰，阳辉，王芹，黄碧芳，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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