一种磷石膏除杂增白的方法技术

本发明专利技术公开一种磷石膏除杂增白的方法，包括以下步骤：1)将磷石膏原料进行细度粗加工；2)将步骤1)所得磷石膏用硫酸进行酸浸，并加热、恒温，获得物料；3)将步骤2)获得的物料加入浮选剂，进行浮选精选分离；4)将步骤3)获得的浮选分离后浆料送入重选作业进行除杂，得到精矿；5)将步骤4)获得的精矿进行过滤，滤饼洗涤后，干燥，破碎，得到成品净化石膏。本发明专利技术在弱酸性环境下利用浮选/萃取/重选工艺由磷石膏制取高白度、高纯度无水硫酸钙的方法。

A method of removing impurities and whitening by phosphogypsum

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏除杂增白的方法
本专利技术涉及磷化工
，具体地涉及一种磷石膏除杂增白的方法，利用酸性环境下利用浮选/萃取/重选工艺由磷石膏制取高白度、高纯度无水硫酸钙的方法。
技术介绍
磷石膏是磷酸生产过程中以磷灰石为代表的含磷矿物与硫酸发生反应制取磷酸过程中产生的工业废渣，资料调查和相关报道显示，每生产1吨磷酸(P2O5计)将产生4～5吨磷石膏。目前全世界磷石膏每年排放量达2亿多吨，我国磷化工行业每年排放磷石膏约7000万吨，而且以每年15％的速率增长。目前我国磷石膏产生量累计超过3亿吨，存量已超过2.5亿吨，但是其利用率不足10％，其堆放占用大量土地。磷石膏的处理和综合利用目前已成为一个世界性的难题。磷石膏略有异味，外观呈黄白色，浅灰白色或黑灰色细粉状固体，其主要成分为二水硫酸钙，但其中还含有多种其他杂质如石英、未分解的磷灰石，以及微量磷、氟、钾、钠、铁、铝、钛和有机物等，长期以来这些杂质分离困难，治理成本和能源消耗较高，它们的存在影响了磷石膏的白度和纯度；同时可溶性磷和氟等有害成分在堆存过程中向周围环境扩散渗透，形成二次污染环境，使得磷石膏存放带来巨大的环境风险。综上，磷石膏无害化处理及综合利用已成为固体废物处理处置与资源化领域的重点研究项目。在众多磷石膏的应用研究中，人们发现，除环境影响外，磷石膏中SiO2、碳基杂质、水溶性磷与氟对水泥行业的延迟时间技术指标、建材行业和造纸行业的白度技术指标存在较大影响。只有同时除去这些杂质，才能够得到高白度、高纯的石膏产品。为达到这一目的，扩展磷石膏的应用范围，国内外研究人员进行了大量的磷石膏除杂研究和探索，其技术大致可以分为水洗法、石灰中和法、球磨法、筛分法、浮选法、煅烧法和硫酸酸浸法。上述工艺在应用过程中各有千秋，但是针对不同来源的磷石膏原料，它们又有各自的局限性，如，单纯水洗经常难以彻底去除一些不溶性杂质，单纯正浮选难以去除大粒径重质杂质，且经常有疏水性杂质混入精矿产品难以脱除，此外对于多层包裹体矿相的原料，单一浮选法难以进一步提高白度和纯度。单纯煅烧时会有磷酸、氟化物挥发,将污染环境,腐蚀设备，高温煅烧能耗成本较大，且煅烧法对石英杂质无能为力。酸浸过程被普遍认为是一种较为有效的磷石膏提纯技术，但单一酸浸对有机杂质和石英杂质难以处理，严重影响石膏纯度。迄今为止，尚未见采用除杂浮选联合浸出-萃取工艺进行磷石膏脱碳脱磷，增白除杂相关工艺的专利技术专利报道。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种磷石膏除杂增白的方法，针对磷石膏矿物学与化学特性，利用烃类、胺类捕收剂在一定酸碱性环境中人为扩大不溶性杂质与硫酸钙的疏水性差异，较为彻底地实现二者分离，同时利用重选工艺(如水力旋流器离心水洗、细筛水洗或其他常规重选分离设备)联合作业特点，并在必要条件下结合萃取实现硫酸钙与水溶性磷、氟杂质及难溶性高密度杂质的进一步分离。具体地，其利用磷石膏尤其是湿法磷酸工业排放的磷石膏为原料，根据原料粒度特点与相关杂质分布规律对物料进行粒度分级处理，将合格粒度的物料进行水洗和浮选粗选作业除去部分杂质，所得粗精矿进行酸浸处理(在必要时辅以中性萃取剂或助收剂辅助除杂)，使得部分包裹体杂质与石膏组分进一步分离，之后在弱酸性或中性条件下对所得料浆进行浮选精选(包括泡沫浮选或双液浮选)提取磷石膏中的碳、磷、氟类杂质，经两相分离得到的硫酸钙浆料，再经调浆后利用重力分选工艺洗涤，最终产品经过滤后制备高品质无水硫酸钙精矿，酸性滤液和萃取剂还可循环利用。以上各步骤所得之中矿还可以进一步进行扫选分离。本方法针对磷石膏中除硫酸钙外，还富含杂元素和不溶性杂质的特点，以及部分杂质相互包裹体存在的嵌布特征，采用酸浸-物理分离联合对磷石膏进行除杂和增白：将原料加工至一定细度后，以硫酸充分溶解其中的包裹体，并将可溶性杂质转移至溶液相，同时暴露不溶性杂质；然后根据磷石膏具体特性按照一定配比选择性加入浮游分选(简称浮选)药剂，在酸性环境下人为增大杂质与硫酸钙的疏水性差异，将杂质颗粒捕收至有机相，实现二者分离，之后通过重力分选(简称重选)手段如高频振动细筛、水力旋流器组或其他重选手段进行水洗分离，根据密度差和粒度差继续除去其余大部分杂质，方法同时使用氧化钙调整料浆的pH值。本方法原料性质必要时可联合萃取作业协同除杂。降低了磷石膏中硅、氟、磷、碳、铁和不溶物等杂质的含量，改善了硫酸钙矿物晶型，得到高纯度无水硫酸钙，并提高了产品白度，满足了绝大多数工业部门对磷石膏的技术要求，实现了磷石膏废弃物无害化，同时为磷石膏废弃物的工业化提供了技术基础。本专利技术提供一种磷石膏除杂增白的方法，包括以下步骤：1)将磷石膏原料进行细度粗加工；2)将步骤1)所得磷石膏用硫酸进行酸浸，并加热、恒温，获得物料；3)将步骤2)获得的物料加入浮选剂，进行浮选精选分离；4)将步骤3)获得的浮选分离后浆料送入重选作业进行除杂，得到精矿；5)将步骤4)获得的精矿进行过滤，滤饼洗涤后，干燥，破碎，得到成品净化石膏。作为优选，同时将前述步骤中分离出的杂质加入浮选剂进行浮选扫选分离，回收其中夹杂的石膏产品。作为优选，步骤1)中还包括将粗加工后的产品加入浮选剂，进行预浮选。作为优选，步骤1)所述浮选剂包括捕收剂、起泡剂和pH调整剂中的一种或两种以上，进一步优选地，所述捕收剂包括脂肪烃和\或芳香烃；所述起泡剂为松醇类物质；所述pH调节剂包括H2SO4、CaO和Ca(OH)2中的一种或两种以上；捕收剂用量为1-60kg/t，所述pH调整剂的用量为0.1-10kg/t。作为优选，步骤3)所述浮选剂包括捕收剂、起泡剂和pH调整剂中的一种或两种以上，进一步优选地，所述捕收剂包括脂肪烃和\或芳香烃；所述起泡剂为松醇类物质；所述pH调节剂包括H2SO4、CaO和Ca(OH)2中的一种或两种以上；其中，捕收剂用量为1-60kg/t，所述pH调整剂的用量为0.1-10kg/t。这一取值范围属常规浮选过程常规用量范围，实验表明完全满足经济性和技术性要求。作为优选，所述捕收剂包括脂肪烃和\或芳香烃；所述起泡剂为松醇类物质；所述pH调节剂包括H2SO4、CaO和Ca(OH)2中的一种或两种以上。所述捕收剂和起泡剂等浮选药剂选自烃类物质、胺类物质和醇类物质中的一种或若干种的组合。作为优选，所述步骤1)中细度控制在泰勒筛100-250目以下，进一步优选为(150目～250目)质量占比80％以上。作为优选，所述步骤2)中硫酸溶液的质量浓度为30～50％，所述硫酸溶液与磷石膏的液固质量比为1.5:1-7:1。从经济性和净化产品的品质考虑，液固比过大会大大浪费硫酸溶液，增加回收成本，液固比过小又会影响浆料流动与工艺净化的效果，因此，本专利技术选择液固质量比的范围为1.5:1-7:1。作为优选，所述步骤3)中浮选分离包括泡沫分离或双液浮选分离，浓缩分离下层料浆层；上层有机相分离除杂后循环利用，其中，在泡沫浮选分离中，捕收剂用量为1-60kg/t，起泡剂的用量为0.05本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷石膏除杂增白的方法，包括以下步骤：/n1)将磷石膏原料进行细度粗加工；/n2)将步骤1)所得磷石膏用硫酸进行酸浸，并加热、恒温获得物料；/n3)将步骤2)获得的物料加入浮选剂，进行浮选精选分离；/n4)将步骤3)获得的浮选分离后浆料送入重选作业进行除杂，得到精矿；/n5)将步骤4)获得的精矿进行过滤，滤饼洗涤后，干燥，破碎，得到成品净化石膏。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏除杂增白的方法，包括以下步骤：
1)将磷石膏原料进行细度粗加工；
2)将步骤1)所得磷石膏用硫酸进行酸浸，并加热、恒温获得物料；
3)将步骤2)获得的物料加入浮选剂，进行浮选精选分离；
4)将步骤3)获得的浮选分离后浆料送入重选作业进行除杂，得到精矿；
5)将步骤4)获得的精矿进行过滤，滤饼洗涤后，干燥，破碎，得到成品净化石膏。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中还包括将粗加工后的产品加入浮选剂，进行预浮选。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)所述浮选剂包括捕收剂、起泡剂和pH调整剂中的一种或两种以上，优选地，所述捕收剂包括脂肪烃和\或芳香烃；所述起泡剂为松醇类物质；所述pH调节剂包括H2SO4、CaO和Ca(OH)2中的一种或两种以上；捕收剂用量为1-60kg/t，所述pH调整剂的用量为0.1-10kg/t。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述浮选剂包括捕收剂、起泡剂和pH调整剂中的一种或两种以上，优选地，所述捕收剂包括脂肪烃和\或芳香烃；所述起泡剂为松醇类物质；所述pH调节剂包括H2SO4、CaO和Ca(OH)2中的一种或两种以上；其中，捕收剂用量为1-60kg/t，所述pH调整剂的用量为0.1-10kg/t。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中硫酸溶液的质量浓度为30～50％，所述硫酸溶液与磷石膏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松庚，范垂钢，张明武，刘润国，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，宜昌积汇中科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11