專利名稱：半水合物磷酸法回收利用石膏堆浸出液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以濕法磷酸處理回收來(lái)自石膏(gypstack)的P2O5，更詳而言之，本發(fā)明涉及將石膏堆浸出液再循環(huán)進(jìn)行磷酸處理而獲得回收浸出液中P2O5的方法回收磷酸鈣礦石中P2O5的濕式磷酸法包括將礦石溶解并將硫酸鈣沉淀為半水合物或二水合物。對(duì)傳統(tǒng)的濕法磷酸生產(chǎn)而言，硫酸鈣副產(chǎn)品，或以二水合物和/或半水合物形式，堆積在露天物地形成石膏堆。此固體硫酸鈣被作為蓄積水中的漿料泵送至堆頂，從而固體物沉淀在堆頂上。此時(shí)不含固體的蓄積水大部分流經(jīng)石膏堆返回到主蓄積系統(tǒng)，部分蓄積水滲過(guò)石膏堆并產(chǎn)生浸出液流入堆周圍的槽中。
磷酸法處理過(guò)程中P2O5會(huì)有不同程度的損失，或因磷酸鈣不溶解，可溶的P2O5未從濾餅中沖洗出，或因P2O5混雜在硫酸鈣廢渣晶格結(jié)構(gòu)中。半水合物法與有效的二水合物法相比，P2O5的損失量較大。
我發(fā)現(xiàn)從沉積含硫酸鈣廢液的石膏堆之浸出液比廢液的液相(蓄積水)中所含P2O5量高，也就是說(shuō)我發(fā)現(xiàn)當(dāng)其流過(guò)石膏時(shí)，廢液固體中的P2O5被加溶到液體中，從而產(chǎn)生的浸出液含有可回收利用量的P2O5，而且硫酸鈣呈半水合物形式時(shí)更是如此。
而且我還發(fā)現(xiàn)浸出液中幾種雜質(zhì)的濃度比在蓄積水中小，例如我發(fā)現(xiàn)浸出液中氟的濃度僅是在蓄積水中的濃度六分之一，這意味著氟被沉淀在石膏堆中。氟在石膏堆中的這種不溶性避免了后續(xù)階段中為防止其污染地表水而要將之固定(immobilizing)的必要性。浸出液SiO2的濃度也僅為其在蓄積水中的三分之一。去除SiO2很重要，因?yàn)楫?dāng)浸出液或蓄積水被用作濾餅洗滌劑時(shí)它形成凝膠而阻礙過(guò)濾的進(jìn)行。凝膠態(tài)的SiO2具有反應(yīng)活性并形成堿性氟硅酸鹽(fluosilicate)，此物在寒冷天氣時(shí)會(huì)在蓄積水管道中形成不滲水的硬垢。另外，浸出液中鋁的濃度也僅約為蓄積水中的一半。鋁對(duì)于磷酸是劣等雜質(zhì)，除沖淡磷酸外使之質(zhì)量下降外，還對(duì)后續(xù)加工步驟如粒化步驟產(chǎn)生不利影響。因此，借助回收浸出液，并利用之在磷酸法中替代蓄積水，我不僅能在P2O5回收量大大增加，而且還減少了磷酸中的雜質(zhì)濃度。
附

圖1為表示本發(fā)明方法和裝置的最佳實(shí)施例之方框圖。
附圖中，來(lái)自含有硫酸鈣的磷酸處理過(guò)程2的廢漿料1被沉積在石膏堆(gypstack)3的上方，在該處液體從漿料和雨水中逐漸滲過(guò)石膏堆形成浸出液。此浸出液被收集在環(huán)繞石膏堆的槽4中，并借助泵5通過(guò)管道6泵送回磷酸處理過(guò)程2(P2O5在此過(guò)程中回收)。
從本發(fā)明方法中回收P2O5的廢漿液為含有硫酸鈣固體的含水漿液，其中硫酸鈣可呈半水合物，二水合物或二種形式之混合形態(tài)。本發(fā)明的方法在廢漿液含有半水合硫酸鈣的情況下特別有用，因?yàn)榘胨狭蛩徕}逐漸轉(zhuǎn)化為二水合硫酸鈣，會(huì)使P2O5釋放且氧鋁及二氧化硅雜質(zhì)不會(huì)加溶。最好，廢液中所含固體的至少25%的半水合硫酸鈣，其余為二水合硫酸鈣，最佳情況是有至少約45%的固體為半水合硫酸鈣。
當(dāng)廢液沉積在石膏堆上部時(shí)，固體物沉降在堆上，而大部分液體流出回到大量蓄積水系統(tǒng)(bulk pondwater system)。一旦廢液沉積在石膏堆上方，則此刻半水合硫酸鈣迅速轉(zhuǎn)彎為二水合硫酸鈣(即石膏)從而石膏堆含有幾乎全部的石膏。因?yàn)榱姿峄厥仗幚磉^(guò)程所用的量如此之巨，故石膏堆一般設(shè)在露天物地以便雨水和廢液中的液體滲過(guò)石膏堆形成浸出液。因石膏堆高度可達(dá)100英寸或更高，液體滲透之需要許多年，為在浸出液中獲得改良的P2O5回收率以及從中分離雜質(zhì)不需要如此大的深度。
浸出液可借助在石膏堆四周設(shè)置排流槽。浸出液在滲出石膏堆時(shí)流入槽中而被從石膏堆收集。浸出液中P2O5的濃度根據(jù)其滲過(guò)的石膏堆部分而變化，一般浸出液含約3-4.2%的P2O5，相比之下蓄積水中僅含約2%的P2O5。浸出液中氟的濃度具體為約500-4000ppm，SiO2濃度為約500-3500，鋁(Al2O3)濃度為約200-1000ppm。此浸出液可用作磷酸處理過(guò)程的洗滌劑以替代P2O5含量較低的洗滌劑如蓄積水。例如，浸出液可用于洗滌酸設(shè)備過(guò)濾器上的硫酸鈣或洗滌凈化過(guò)濾器(參見(jiàn)US，4443421)上的氟鈉鎂鋁石。此浸出液還可用來(lái)使濾餅再漿化。
以下實(shí)例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)例1以下分析說(shuō)明石膏堆周圍不同位置浸出液組成的不同及其與蓄積水的比較。
位置 P2O5wt% Fwt% SiO2wt% Al2O3wt%浸出液 A 3.95 0.12 0.07 0.04浸出液 B 3.83 0.23 0.22 0.07浸出液 C 3.87 0.44 0.24 0.08浸出液 D 4.04 0.16 0.1 0.03蓄積水 2.15 7.04 0.66 0.09實(shí)例2將直徑4英寸的試驗(yàn)塔(culumn)充以4英寸深的、來(lái)自磷酸設(shè)備的廢硫酸鈣固體，此塔被蓄積水浸沒(méi)，浸出液每日從塔底取出以得到一個(gè)相應(yīng)于實(shí)施例1的石膏堆測(cè)量速度的塔中液體向下流的速率。試驗(yàn)塔每日均用蓄積水浸沒(méi)，浸出液P2O5的初始濃度比蓄積水高0.8%，浸出液P2O5濃度在125天時(shí)到達(dá)峰值，比蓄積水高1.5%，然后在40天后減少至與蓄積水含量相同，氟、鋁及SiO2含量在同樣的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)步下降。
權(quán)利要求
1.一種以磷酸鹽礦回收P2O5的磷酸法，將含固體硫酸鈣的蓄積水沉積在一石膏堆上，其特征是以來(lái)自石膏堆的浸出液替代蓄積水而用于該回收方法中，從而提高了從磷酸鹽所回收P2O5的回收量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述硫酸鈣至少25%為半水合硫酸鈣。
3.一種含硫酸鈣漿料的廢液的處理方法，其特征是包括下列步驟a、將所述廢液沉積于一石膏堆上;b、收集流過(guò)所述石膏塔的浸出液;c、從浸出液中回收P2O5。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述硫酸鈣至少25%為半水合硫酸鈣。
5.如權(quán)利要求4的方法，其特征是所述硫酸鈣至少45%為半水合硫酸鈣。
6.如權(quán)利要求3的方法，其特征是所述浸出液被用來(lái)洗滌酸法中一過(guò)濾器上的半水合硫酸鈣。
7.如權(quán)利要求3的方法，其特征是所述浸出液用來(lái)洗滌一過(guò)濾器上的氟鈉鎂鋁石。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述浸出液用來(lái)將一濾餅再漿化。
9.如權(quán)利要求3的方法，其特征是所述浸出液被收集在石膏堆四周的槽中。
10.一種從含有硫酸鈣的廢液中回收P2O5的裝置，其特征是包括a、用于將所述廢液沉積在一石膏堆上的裝置;b、用于收集來(lái)自所述石膏堆的浸出液之裝置;c、用于從所述浸出液回收P2O5的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是所述硫酸鈣至少25%為半水合硫酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含硫酸鈣廢液的處理方法，其步驟包括將廢液沉積在一石膏堆上，收集石膏堆浸出液并從中回收P
文檔編號(hào)C01B25/226GK1048202SQ90103168
公開日1991年1月2日 申請(qǐng)日期1990年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月22日
發(fā)明者米歇爾·B·凱撒 申請(qǐng)人:西方化工公司