專利名稱：一種磷石膏的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷石膏的預(yù)處理方法，屬于磷化工領(lǐng)域。該預(yù)處理方法主要用于磷化工廢棄物磷石膏的提純及利用。
背景技術(shù)：
磷石膏是濕法磷肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，主要含有石膏、磷、氟、二氧化硅和一定量的水分，在堆放過程中容易造成環(huán)境污染。我國每年排放的磷石膏有近2000多萬噸，歷年堆存的超過I億噸。目前，對磷石膏利用方案有很多，如作為建材、生產(chǎn)硫酸銨等，但由于磷石膏分布較為集中，其產(chǎn)品的銷售半徑小，使得利用的產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大。利用磷石膏可生 產(chǎn)高附加值的鎂鹽，有文獻(xiàn)報道活性氧化鎂可經(jīng)碳化后生成重鎂水，然后利用重鎂水與石膏反應(yīng)制備硫酸鎂。天然石膏純度很高，雜質(zhì)離子少，而磷石膏中含有磷、氟等有害雜質(zhì)，部分甚至存在于磷石膏的晶格中，給磷石膏的提純帶來了巨大的困難，將磷石膏直接用于硫酸鎂的生產(chǎn)，會對硫酸鎂產(chǎn)品的后續(xù)加工，如高純氧化鎂的生產(chǎn)帶來影響，因此應(yīng)先對磷石膏進(jìn)行預(yù)處理。目前對磷石膏進(jìn)行預(yù)處理的方法主要有如下幾種:
1、水洗法(段付崗，王少婷.提高磷石膏洗滌率的措施[J].磷肥與復(fù)肥，1996，
11(3): 34-38;張儒全，魏延青.磷石膏綜合處理技術(shù)與方案設(shè)計[J].化肥設(shè)計，2010, 48(3): 18-21;胡成軍.磷石膏水洗凈化試驗及工藝[J].磷肥與復(fù)肥，2007，22(5): 66-67)。水洗的主要缺點是生產(chǎn)線一次投資大，能耗高，水洗后污水排放造成二次污染。2、球磨法(王兆利，高倩，趙鐵軍.建筑石膏和磷石膏的改性[J].粉煤灰綜合利用，2001，4: 42-43)。球磨處理并未消除雜質(zhì)的不利影響，如果能與其它預(yù)處理工藝結(jié)合效果會更好。但是配合使用將使工藝更加復(fù)雜，而且投資增大。3、陳化法(謝超凌，高惠民，朱芳.磷石膏預(yù)處理及利用[J].云南化工，2006，33(2): 64-67)。它的主要缺點是陳化的過程中會對周圍的環(huán)境造成污染。4、閃燒法(段慶奎，王立明.閃燒法一磷石膏的無害化處理新工藝.寧夏石油化工，2004，3: 13-16)。目前用該法對磷石膏的處理量較小° 5、濕篩方定流工藝(Manjit Singh.1mproved process for the purificationof phosphogypsum.[J].Construction and BuildingMaterials, 1996, 10(8): 597-600)。其他預(yù)處理的方法還包括:以碳酸氫銨和氨水及工業(yè)副產(chǎn)鹽酸對磷石膏進(jìn)行凈化處理(楊榮華，宋錫高.磷石膏的凈化處理及制備硫酸鈣晶須的研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2004, 4: 31-34)、用加石灰微波方法處理磷石膏并進(jìn)行煅燒生產(chǎn)建筑石膏(胡旭東.微波技術(shù)在云南磷石膏凈化工藝過程中的應(yīng)用研究.昆明理工大學(xué)碩士論文，2006)以及石灰中和改性法、浮選工藝處理和Cerphos純化工藝等。尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。它是動物蛋白質(zhì)代謝后的產(chǎn)物，也可以通過人工合成得到。在實驗中我們發(fā)現(xiàn)石膏在尿素溶液中的溶解度較大，可以在尿素溶液中對石膏進(jìn)行重結(jié)晶。尿素用于磷石膏預(yù)處理的技術(shù)方案尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磷石膏的預(yù)處理方法，通過該方法加工可使磷石膏發(fā)生重結(jié)晶，使磷石膏的粒度進(jìn)一步細(xì)化，釋放晶格中的雜質(zhì)離子，從而滿足后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)的需要?？赏ㄟ^如下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明的工藝流程圖見附圖1。本發(fā)明所述的磷石膏的預(yù)處理方法，包括以下步驟:
a.按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5-3:1;
b.將步驟a所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在20-100°C條件下反應(yīng)
0.5-6小時。c.將步驟b所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏；
d.將步驟c分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。2、按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，尿素的濃度為50% 90%。，
3、按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，所述的尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5-3:1。4、按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。本發(fā)明的有益效果在于:磷石膏經(jīng)過預(yù)處理后，發(fā)生重結(jié)晶，粒度進(jìn)一步細(xì)化，包裹于磷石膏晶體中的雜質(zhì)被釋放出來，有利于磷石膏的后續(xù)加工。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖2為預(yù)處理后磷石膏的SEM圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例1
將尿素與磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分離，所得固體為預(yù)處理后的磷石膏，所得液相蒸發(fā)結(jié)晶得尿素晶體，尿素晶體循環(huán)使用，所得蒸發(fā)水部分排放，部分循環(huán)使用。所述尿素濃度為50%。所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。一種磷石膏的預(yù)處理方法，步驟如下:
1)按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5:1 ;
2)將1)所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在20°C條件下反應(yīng)0.5小
時；
3)將2)所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏；4)將3)分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。附圖2為預(yù)處理后磷石膏的SEM (掃描電鏡)圖片，經(jīng)測量，磷石膏的平均粒徑約為50微米，其包裹的雜質(zhì)已大大減少。實施例2
將尿素與磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分離，所得固體為預(yù)處理后的磷石膏，所得液相蒸發(fā)結(jié)晶得尿素晶體，尿素晶體循環(huán)使用，所得蒸發(fā)水部分排放，部分循環(huán)使用。所述尿素濃度為90%。所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。一種磷石膏的預(yù)處理方法，步驟如下:
O按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為3:1 ；
2)將I)所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在100°C條件下反應(yīng)6小時；
3)將2)所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏；
4)將3)分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。實施例3` 將尿素與磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分離，所得固體為預(yù)處理后的磷石膏，所得液相蒸發(fā)結(jié)晶得尿素晶體，尿素晶體循環(huán)使用，所得蒸發(fā)水部分排放，部分循環(huán)使用。所述尿素濃度為80%。所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。一種磷石膏的預(yù)處理方法，步驟如下:
O按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為2:1 ；
2)將I)所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在60°C條件下反應(yīng)I小時；
3)將2)所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏；
4)將3)分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。實施例4
將尿素與磷石膏按比例混合，加入原料重量10%的水，然后固液分離，所得固體為預(yù)處理后的磷石膏，所得液相蒸發(fā)結(jié)晶得尿素晶體，尿素晶體循環(huán)使用，所得蒸發(fā)水部分排放，部分循環(huán)使用。所述尿素濃度為50% 90%。所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。一種磷石膏的預(yù)處理方法，步驟如下:
O按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5-3:1 ；
2)將I)所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在20-100°C條件下反應(yīng)0.5-6小時；
3)將2)所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏；
4)將3)分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.一種磷石膏的預(yù)處理方法，其特征是，包括以下步驟: a.按照比例稱取尿素、磷石膏，尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5-3:1; b.將步驟a所述的原料倒入攪拌機(jī)，加入原料重量10%的水，在20-100°C條件下反應(yīng)0.5-6小時； c.將步驟b所得反應(yīng)混合物固液分離，其中固體為預(yù)處理后的磷石膏； d.將步驟c分離磷石膏后所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素晶體，晶體循環(huán)使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，尿素的濃度為509Γ90%。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，所述的尿素與磷石膏中硫酸鈣的摩爾比為1.5-3:1。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種磷石膏預(yù)處理方法，其特征是，所述的水為符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磷石膏的預(yù)處理方法。其特征在于將50%-90%的尿素與磷石膏中的硫酸鈣按摩爾比1.5-3:1的比例混合，加入原料重量10%的水，在20-100℃條件下反應(yīng)0.5-6小時，然后固液分離，所得固體為預(yù)處理后的磷石膏，所得液相蒸發(fā)結(jié)晶得尿素晶體，尿素晶體循環(huán)使用，所得蒸發(fā)水部分排放，部分循環(huán)使用。本發(fā)明提供的磷石膏預(yù)處理方法，處理過程簡單，通過處理可使磷石膏廢料轉(zhuǎn)變?yōu)橹苽淦渌I(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的合格原料。
文檔編號C04B11/26GK103172288SQ20131007178
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者方世祥, 張勇, 李小雙 申請人:云南磷化集團(tuán)有限公司