一种工业磷石膏废料处理方法技术

本发明专利技术公开了一种工业磷石膏废料处理方法，包括：(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；(3)通入惰性气体，升温至400‑500℃，保持温度预处理1‑2h后，通入H

【技术实现步骤摘要】
一种工业磷石膏废料处理方法
本专利技术涉及磷石膏处理领域，特别是涉及一种工业磷石膏废料处理方法。
技术介绍
磷石膏是生产湿法磷酸时产生的固体工业副产物，其主要化学成分为CaSO4·2H2O，并含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO，微量的金属离子及放射性元素，及未分解的磷矿粉、P2O5、F-和游离酸等杂质，通常呈现针状、板状、密实晶体和多晶核晶体。在二水法制湿法磷酸的工艺中，每生产1吨磷酸产生4吨～5吨磷石膏，据统计，全世界磷石膏每年排放量多达2亿多吨，中国每年排放的磷石膏也多达2000多万吨，而综合利用率不足10％。未经处理的磷石膏堆放不仅占用大量的土地、资金，浪费大量的硫资源，而且会造成严重土壤、水体、大气污染。因此磷石膏的综合利用是一个世界性的难题。国内磷石膏还没有很好的利用途径，大多堆存处理，堆放磷石膏不仅要占用了大量土地，而且还要造成环境污染，因此加大磷石膏的合理利用途径，不仅可为实现磷肥工业的可持续发展和磷石膏的高度利用作出贡献，还能避免占用宝贵的土地资源和环境污染，意义十分重大。本申请专利技术人在长期研究中发现，现有的还原分解磷石膏的反应机理多是固-固反应，并且反应需要的温度较高，不仅增加了能耗，而且工艺繁琐。此外，磷石膏的分解率和脱硫率都较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工业磷石膏废料处理方法，该方法可以实现较低温度下的磷石膏废料的还原分解，降低了能耗。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：提供了一种工业磷石膏废料处理方法，包括：(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；(3)通入惰性气体，升温至400-500℃，保持温度预处理1-2h后，通入H2S气体，反应1-2h，制得SO2和固体残渣；其中，所述催化剂包括由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物。作为上述技术方案的优选，所述MgAlCeTi类水滑石的制备方法包括：将硝酸镁、硝酸铝、硝酸铈溶解于水中，搅拌均匀后，加入纳米TiO2粉末，在60-70℃条件下超声分散1-2h，之后在70-80℃条件下剧烈搅拌，向混合物中滴加NaOH和Na2CO3的混合溶液，滴加完成后继续搅拌90-120min，停止搅拌后将其在70-80℃条件下静置36h，之后过滤、洗涤、干燥，制得所述MgAlCeTi类水滑石。作为上述技术方案的优选，所述MgAlCeTi类水滑石中，Mg和Al的摩尔比为2-5。作为上述技术方案的优选，所述催化剂的制备方法包括：将MgAlCeTi类水滑石在620℃-750℃条件下煅烧3-4h后，研磨，制得所述复合氧化物。作为上述技术方案的优选，所述复合氧化物中，铈的氧化物的质量份数为5-10wt％。作为上述技术方案的优选，所述复合氧化物中，钛的氧化物的质量份数为3-8wt％。作为上述技术方案的优选，所述磷石膏粉末与催化剂的使用量质量比为15-20：1。作为上述技术方案的优选，所述通入H2S气体的速率为70-120mL/min。作为上述技术方案的优选，所述通入惰性气体的速率为40-60mL/min。作为上述技术方案的优选，所述惰性气体包括氮气、二氧化碳、氦气、氩气、氖气一种或多种混合物。其中，所述固体渣料用于水泥生产。本专利技术具有以下有益效果，区别于现有技术的情况，本申请提供了一种工业磷石膏废料处理方法，包括：将磷石膏废料粉碎，之后与催化剂研磨混合，以及加热还原并通入H2S气体还原，制得SO2和固体残渣。其中，催化剂包括由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物。本申请的技术方案中在磷石膏的还原步骤中，利用MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物既可以直接对磷石膏进行还原，又可以催化H2S对磷石膏的还原，使得在较低的温度下磷石膏就可以被充分还原分解。从而，较低了磷石膏废料处理过程的能耗，并且提高了磷石膏废料处理的安全性。并且，由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物具有较大的比较面积，有利于H2S气体在反应物内部流通，与磷石膏接触，提高了磷石膏废料的还原分解效果。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。本申请提供了一种工业磷石膏废料处理方法，包括：(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将质量比为15-20：1的磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；(3)通入惰性气体，速率为70-120mL/min，升温至400-500℃，保持温度预处理1-2h后，通入H2S气体，速率为40-60mL/min，反应1-2h，制得SO2和固体残渣；其中，所述催化剂包括由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物。所述MgAlCeTi类水滑石的制备方法包括：将硝酸镁、硝酸铝、硝酸铈溶解于水中，搅拌均匀后，加入纳米TiO2粉末，在60-70℃条件下超声分散1-2h，之后在70-80℃条件下剧烈搅拌，向混合物中滴加NaOH和Na2CO3的混合溶液，滴加完成后继续搅拌90-120min，停止搅拌后将其在70-80℃条件下静置36h，之后过滤、洗涤、干燥，制得所述MgAlCeTi类水滑石。其中，所述MgAlCeTi类水滑石中，Mg和Al的摩尔比为2-5。所述催化剂的制备方法包括：将MgAlCeTi类水滑石在620℃-750℃条件下煅烧3-4h后，研磨，制得所述复合氧化物。其中，所述复合氧化物中，铈的氧化物质量份数为5-10wt％；钛的氧化物质量份数为3-8wt％。所述惰性气体包括氮气、二氧化碳、氦气、氩气、氖气一种或多种混合物。其中，所述固体渣料可以用于水泥生产实施例1一种工业磷石膏废料处理方法，包括：(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；(2)将质量比为15：1的磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；(3)通入惰性气体，速率为70mL/min，升温至400℃，保持温度预处理1h后，通入H2S气体，速率为40mL/min，反应1h，制得SO2和固体残渣；其中，所述催化剂包括由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物。所述惰性气体包括氮气。所述MgAlCeTi类水滑石的制备方法包括：将硝酸镁、硝酸铝、硝酸铈溶解于水中，搅拌均匀后，加入纳米TiO2粉末，在60℃条件下超声分散1h，之后在70℃条件下剧烈搅拌，向混合物中滴加NaOH和Na2CO3的混合溶液，滴加完成后继续搅拌90min，停止搅拌后将其在70℃条件下静置36h，之后过滤、洗涤、干燥，制得所述MgAlCeTi类水滑石。其中，所述MgAlCeTi类水滑石中，Mg和Al的摩尔比为2。所述催化剂的制备方法包括：将MgAlCeTi类水滑石在620℃条件下煅烧3h后，研磨，制得所述复合氧化物。其中，所述复合氧化物中，铈的氧化物质量份数为5wt％；钛的氧化物质量份数为3wt％。实施例2一种工业磷石膏废料处理方法，包括：(1)将磷石膏废料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业磷石膏废料处理方法，其特征在于，包括：/n(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；/n(2)将磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；/n(3)通入惰性气体，升温至400-500℃，保持温度预处理1-2h后，通入H

【技术特征摘要】
1.一种工业磷石膏废料处理方法，其特征在于，包括：
(1)将磷石膏废料干燥、粉碎，获得磷石膏粉末；
(2)将磷石膏粉末与催化剂研磨，混合，置于反应器中；
(3)通入惰性气体，升温至400-500℃，保持温度预处理1-2h后，通入H2S气体，反应1-2h，制得SO2和固体残渣；
其中，所述催化剂包括由MgAlCeTi类水滑石制得的复合氧化物。


2.根据权利要求1所述的工业磷石膏废料处理方法，其特征在于，所述MgAlCeTi类水滑石的制备方法包括：
将硝酸镁、硝酸铝、硝酸铈溶解于水中，搅拌均匀后，加入纳米TiO2粉末，在60-70℃条件下超声分散1-2h，之后在70-80℃条件下剧烈搅拌，向混合物中滴加NaOH和Na2CO3的混合溶液，滴加完成后继续搅拌90-120min，停止搅拌后将其在70-80℃条件下静置36h，之后过滤、洗涤、干燥，制得所述MgAlCeTi类水滑石。


3.根据权利要求2所述的工业磷石膏废料处理方法，其特征在于，所述MgAlCeTi类水滑石中，Mg和Al的摩尔比为2-5。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春松，胡成坤，王荔，孙坚，沈锦君，
申请(专利权)人：福泉环保城发展有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52