CN114849894B - 一种磷石膏梯级利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷石膏梯级利用的工艺。具体步骤包括:(1)将磷石膏原渣加水调浆;(2)将调浆完毕后的磷石膏给入螺旋溜槽选矿机进行分选,得重选精矿和重选尾矿;(3)所得重选尾矿经浓密后给入浮选机进行除杂,得浮选精矿Ⅰ、浮选精矿Ⅱ和浮选尾矿;(4)所得浮选精矿Ⅰ作为一级产品,浮选精矿Ⅱ作为二级产品,重选精矿作为三级产品、浮选尾矿作为四级产品分梯级加以利用。本发明方法工艺简单、高效,成本低,产品根据石膏品质进行分级,可为不同下游产品提供最佳原材料,实现磷石膏的百分百利用。
Description
技术领域
本发明涉及固废综合利用领域,具体涉及一种磷石膏梯级利用的工艺。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸生产过程中所产生的一种固体废渣,其主要成分为二水硫酸钙,据统计全国目前累计堆存量已达6亿t以上,不仅占用大量的土地资源,而且磷石膏中的有害物质及腐蚀性对周边环境带来较大安全隐患,是亟待解决的固体废弃物。
申请号CN 112871457A公布了一种磷石膏净化除杂的方法,该方法通过对磷石膏进行反浮选脱色和正浮选除杂,使磷石膏精矿中有机物得到有效脱除、石膏白度大大提高,可溶磷、氟含量达到磷石膏建材一级品的规定。
公开号CN109928367A公布了一种磷石膏制备硫磺的装置及方法,该专利开发的装置能够以磷石膏原渣为原料,通过高温煅烧制备得到硫磺,并联产含磷土壤调理剂,实现磷石膏的资源化利用。
申请号CN202010170550.3公布了一种磷石膏除杂增白的方法,该方法首先对磷石膏进行硫酸酸浸处理,随后对酸浸后的物料进行浮选和重选作业后得到高纯度和高白度的无水硫酸钙产品。
针对磷石膏的净化预处理和资源化利用已公布多种专利技术,但这些方法仍存在:工艺流程复杂,需要在高温、高压、高酸浓度下进行;工艺成本较高,产生二次污染,投资成本较大、经济效益低、无法实现百分百利用等不足。这些问题的存在严重影响了磷石膏的综合利用和净化预处理的工业推广应用。
因此,寻找一种新的磷石膏综合利用方法,成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种磷石膏梯级利用的方法,本发明方法工艺简单、高效,成本低,产品根据石膏品质进行分级,可为不同下游产品提供最佳原材料,实现磷石膏的百分百利用。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案包括如下步骤:
(1)将磷石膏原渣作为待处理原料,加水调节成料浆;
所述的磷石膏原渣为湿法磷酸生产所得废渣,二水硫酸钙纯度80%~85%,白度小于30%;水调节成料浆的质量浓度为18-22%。
(2)将步骤(1)所得料浆给入螺旋溜槽选矿机进行分选,其中,螺旋溜槽距径比0.42-0.44,得到重选精矿和重选尾矿,重选精矿经浓密、过滤后获得三级产品,即重选精矿的中二水硫酸钙纯度90%以上,白度为60%以上;
(3)利用浓密机对步骤(2)所得重选尾矿进行浓密,得到浓密料浆,浓密料浆浓度控制为25%~35%;
(4)向步骤(3)浓密料浆中加入调整剂和捕收剂,进行正浮粗选,正浮粗选所得泡沫产品经精选后得到精矿I;底流产品经扫选后,得最终产品为尾矿;
(5)对步骤(4)所得精矿I和尾矿分别进行浓密、过滤得一级产品和四级产品。
所述步骤(4)中调整剂为硫酸,用量为1~4kg/t;捕收剂为十二胺,用量为100~400g/t。
所述步骤(4)中精选过程至少经5次精选得到精矿I,精矿I中二水硫酸钙纯度98%以上,白度70%以上。
所述步骤(4)中至少经5次精选的过程中所得到的中矿二水硫酸钙纯度95%以上,白度65%以上的作为精矿II;
所得到的中矿中二水硫酸钙纯度35%以下的合并作为尾矿处理;
剩余的中矿返回至正浮粗选作业。
本发明提供了一种磷石膏梯级利用的方法,通过对再浆后的磷石膏依次进行螺旋溜槽重选和正浮选作业,将磷石膏分为四个不同品质的产品,一级产品纯度可控制在98%以上,提供优质石膏产品;二级产品纯度95%以上,达到特级石膏标准;三级产品纯度90%以上,为石膏建材生产提供优质原料;四级产品纯度35%以下,硅含量较高,可为水泥等行业提供优质硅源。分梯级为下游建材等市场提供原材料,实现磷石膏百分百综合利用。
具体实施方案
实施例1
处理某磷化工企业磷石膏(二水硫酸钙纯度85%,白度27%,SiO2含量9.41%,-0.074mm占比90%,颗粒较细)
(1)将磷石膏原渣作为待处理原料,加水调节至料浆浓度20%;
(2)将步骤(1)所得料浆给入螺旋溜槽选矿机进行分选,距径比选择0.42,给料流量以平铺螺旋溜槽为准,得到重选精矿和重选尾矿,重选精矿经浓密、过滤后获得三级产品;
(3)利用浓密机对步骤(2)所得重选尾矿进行浓密,控制底流浓度25%;
(4)向步骤(3)浓密料浆中依次加入2kg/t硫酸(质量浓度为98%)和350g/t以十二胺的阳离子捕收剂,分别搅拌3min后,进行一粗五精浮选流程,得最终泡沫产品为精矿I;尾矿、中矿1和中矿2合并为最终尾矿;中矿3、中矿4和中矿5返回粗选作业。
(5)对步骤(4)所得精矿Ⅰ和尾矿分别进行浓密、过滤得一级产品和四级产品。
本实施例得到一级产品二水硫酸钙纯度98.17%,产率48.86%,白度75%;三级产品二水硫酸钙纯度91.6%,产率35.8%,白度65%;四级产品二水硫酸钙纯度32.12%,产率16.14%,SiO2含量54.07%。一级和三级产品经检测达到GB/T23456-2018一级品以上要求,一级产品石膏纯度大于GB/T5483-2008中特级品纯度。四级产品经验证可代替部分硅源用于水泥生产。
实施例2
方法、步骤同实施例1,仅步骤(1)中料浆浓度为30%,本实施例三级产品二水硫酸钙纯度93%,产率21%,白度52%,未达标,且通过改变料浆条带,仍无法获得白度60%以上产品。
方法、步骤同实施例1,仅步骤(1)中料浆浓度为25%,本实施例三级产品二水硫酸钙纯度90.4%,产率37.7%,白度55%,未达标,且通过改变料浆条带,仍无法获得白度60%以上产品。
方法、步骤同实施例1,仅步骤(1)中料浆浓度为15%,一级产品二水硫酸钙纯度98.46%,产率48.53%,白度75%;三级产品二水硫酸钙纯度90.54%,产率34.7%,白度63%;四级产品二水硫酸钙纯度34.59%,产率16.77%,SiO2含量52.22%,产品均合格,但由于浓度过低,螺旋溜槽所得尾矿浓密难度过大,不利于工艺连续。
本实施例在分析料浆浓度对二水硫酸钙产品的纯度影响时发现,在浓度为18-22%(即20±2%)时,能够较好的实现分级回收利用,一级产品中二水硫酸钙纯度能够实现98.00-99.3%及以上,产率47.00-52.5%,白度75-79%;三级产品二水硫酸钙纯度91-93.2%,产率34-40%,白度65-68%;四级产品二水硫酸钙纯度32-34%,产率14-18%,SiO2含量54-56%。这是因为浓度偏高,磷石膏料浆出现一定的“堆溜”现象,不利于连续生产;浓度偏低将导致螺旋溜槽所得尾矿浓度过低,尾矿浓密难度增加,综合考虑选择料浆浓度18~22%左右。
实施例3
方法、步骤同实施例1,仅步骤(2)螺旋溜槽选矿机选择距径比0.48,本实施例无法获得三级产品。
方法、步骤同实施例1,步骤(2)中螺旋溜槽选矿机选择距径比0.36,步骤(4)中最终泡沫产品为精矿Ⅰ;尾矿、中矿1和中矿2合并为最终尾矿;中矿3返回粗选作业、中矿4和中矿5合并为二级产品。本实施例一级产品二水硫酸钙纯度98.02%,产率48.87%,白度73%;二级产品二水硫酸钙纯度95.47%,产率8.77%,白度68%;三级产品二水硫酸钙纯度91.16%,产率25.14%,白度62%;四级产品二水硫酸钙纯度33.72%,产率16.65%,SiO2含量52.71%,产品均合格。但三级产品产率过低,约有75%的尾矿进入浮选作业,浮选量的增加,药剂消耗增大,成本增大,且尾矿浓密量的增大也不利于流程稳定。
本实施例在分析螺旋溜槽选矿机选择距径比对选矿效果的影响时发现,在选择距径比0.42-0.44时,能够较好的实现设备的稳定运行及分级效果。距径比过高,如高于0.45及以上时,磷石膏与石英等杂质无法得到有效区分;距径比过低,如低于0.40及以下时,磷石膏料浆输送受到影响,虽也可获得精矿产品,但产率偏低。
本申请人在操作过程中,意外的发现调节螺旋溜槽选矿机选择距径比更有利于二水硫酸钙不同纯度产品的多级分级利用,在本申请的0.42-0.44时,一级产品中二水硫酸钙纯度能够实现98.5-99.6%,产率43.7-50.2%,白度75.2-77.4%;三级产品二水硫酸钙纯度91.5-95.6%,产率34.2-41.8%%,白度64-69%;四级产品二水硫酸钙纯度30.5-35.2%,产率11.5-16.7%,SiO2含量56.3-58.2%。
实施例4
处理某磷化工企业磷石膏(二水硫酸钙纯度82%,白度25%,SiO2含量9.87%,-0.074mm占比87.5%,颗粒较细)
操作步骤同实施例1,步骤(4)中依次加入3.5kg/t硫酸和350g/t以十二胺阳离子捕收剂,分别搅拌3min后,进行一粗六精闭路浮选流程,得最终泡沫产品为精矿Ⅰ;尾矿和中矿1合并为最终尾矿;中矿2、中矿3和中矿4返回粗选作业;中矿5和中矿6合并为精矿Ⅱ。
步骤(5)对步骤(4)所得精矿Ⅰ、精矿Ⅱ和尾矿分别进行浓密、过滤得一级产品、二级产品和四级产品。
本实施例得到一级产品二水硫酸钙纯度98.47%,产率39.29%,白度81%;二级产品二水硫酸钙纯度95.14%,产率9.44%,白度74%;三级产品二水硫酸钙纯度91.12%,产率38.71%,白度64%;四级产品二水硫酸钙纯度32.34%,产率12.56%,SiO2含量53.34%。
以上所述仅为本发明的优选实施方式,而并非对实施方案的限制,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,做出若干改进和变化,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种磷石膏梯级利用工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将磷石膏原渣作为待处理原料,加水调节成料浆,磷石膏原渣为湿法磷酸生产所得废渣,二水硫酸钙纯度80%~85%,白度30%以下;水调节成料浆的质量浓度为18-22%;
(2)将步骤(1)所得料浆给入螺旋溜槽选矿机进行分选,得到重选精矿和重选尾矿,重选精矿经浓密、过滤后获得三级产品,螺旋溜槽距径比0.42-0.44;
(3)利用浓密机对步骤(2)所得重选尾矿进行浓密,得到浓密料浆,重选尾矿进行浓密后料浆浓度控制为25%~35%;
(4)向步骤(3)浓密料浆中加入调整剂和捕收剂,进行正浮粗选,正浮粗选所得泡沫产品经精选后得到精矿I;底流产品经扫选后,得最终产品为尾矿,调整剂为硫酸,用量为1~4kg/t;捕收剂为十二胺,用量为100~400g/t;
(5)对步骤(4)所得精矿I和尾矿分别进行浓密、过滤得一级产品和四级产品。
2.根据权利要求1所述的磷石膏梯级利用工艺,其特征在于,所述步骤(2)中重选精矿的中二水硫酸钙纯度90%以上,白度为60%以上。
3.根据权利要求1所述的磷石膏梯级利用工艺,其特征在于,所述步骤(4)中精选过程至少经5次精选得到精矿I,精矿I中二水硫酸钙纯度98%以上,白度70%以上。
4.根据权利要求3所述的磷石膏梯级利用工艺,其特征在于,至少经5次精选的过程中所得到的中矿二水硫酸钙纯度95%以上,白度65%以上的作为精矿II;
所得到的中矿中二水硫酸钙纯度35%以下的合并作为尾矿处理;
剩余的中矿返回至正浮粗选作业。
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