【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磷化工固废处理，涉及一种通过两步浮选及常压相变法深度去除磷石膏中杂质并制备高白高强α-半水石膏的方法。
技术介绍
1、磷石膏是湿法生产磷酸时排放的工业固体废弃物，每生产1吨磷酸排出4-5吨废渣磷石膏，其主要成分为二水硫酸钙，另外还含有大量磷、氟、有机物等杂质。目前我国磷石膏排放量大，约为7000万吨/年，增长速度为5000万吨/年，但综合利用率相对较低，仅为50.4％。湿法磷酸工艺产生的磷石膏本身携带原矿有机质及精矿浆中有机浮选药剂会在硫酸萃取时碳化，使得产品呈黑色；磷石膏还夹杂少量的sio2和铁、镁、铝等金属离子杂质，一般呈浅黄、浅灰或灰黑色，白度较低，使其资源化利用的难度大幅度上升。因此，多数磷石膏由于无法资源化而堆存或填埋，这不仅占用大量土地，而且堆存磷石膏所含杂质极易造成污染周边大气、水体和土壤，进而危害人体健康及其他生物正常生存。因而降低磷石膏中杂质含量，提高磷石膏产品的附加值，进一步拓展磷石膏利用途径、提高磷石膏综合利用率、减少磷石膏的堆存是未来我国磷复肥行业发展的重要出口。磷石膏制备高强α-半水石膏是磷石膏高附加值综合利用的重要途径。利用磷石膏制备高强α-半水石膏的传统路径一般是先除杂然后再进行物相调控制备α-半水石膏。刘超(刘超,范垂钢,刘润国等.磷石膏浮选-常压盐溶液转晶制备α-半水石膏)使用浮选和常压盐溶液法将磷石膏制成的α-半水石膏虽白度较高，但其晶体粒度不可控，粒度过小导致过滤性能相对较差，同时浮现次数较多，并且也不能实现石膏晶体中磷、氟等杂质的深度去除。cn116375376a公开了一种用
2、并且上述专利中均没有提及磷石膏中共晶磷的去除效果，在磷石膏产品的使用过程中不可避免会使共晶磷从石膏晶格中被释放出来，产生与可溶磷同样的危害，因此共晶磷的去除对于高品质磷石膏产品也是必要条件。
3、针对目前磷石膏制备高强α-半水石膏流程长、成本高，以及无法实现杂质深度去除的问题，本专利提供了一种工艺简单、成本较低且能深度去除有色杂质及磷杂质并制备高品质高附加值α-半水石膏产品的方法，对于磷石膏的综合利用具有极为重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前磷石膏增白除杂工艺复杂、成本高且除杂之后仍为低附加值石膏产品的问题，基于浮选分离和物相调控实现了磷石膏深度除磷等杂质的同时制备高品质高附加值α-半水石膏产品。
2、本专利技术一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；包括如下步骤：
3、步骤一
4、将磷石膏加入水溶液体系中形成磷石膏悬浊浆液，倒入浮选槽中，加入捕收剂和起泡剂，并调节ph值至a，进行反浮选分离，初步除杂；所述a小于等于3.0
5、步骤二
6、调节浮选分离后的磷石膏浆液的ph值至b，所述b的取值为0.5-4.0、优选为0.5-3，置于相变反应容器中，升温至大于等于85℃后，加入晶型诱导剂，以调控相变产物的粒度和形貌；并在90～110℃进行相变反应；
7、步骤三
8、待相变反应完全结束后，调节矿浆的ph至c，并加入浮选药剂，进行正浮选除杂；所述c的取值为3.0-7.0，浮选除杂时，矿浆的温度大于50℃、优选为50℃～95℃；
9、步骤四
10、浮选分离后的精矿立刻进行固液分离，洗涤，经干燥处理，得到石膏产品。
11、步骤一中，磷石膏中二水硫酸钙(caso4·2h2o)质量分数大于或等于80％，磷石膏悬浊浆液中固体质量分数为20～35％。反浮选时，控制ph为0～3，即a的取值为0～3、优选为0～1.5。
12、步骤一中，水溶液体系为无机盐溶液、无机酸溶液或者两者的混合溶液中的一种。
13、所述的无机酸溶液优选为硫酸和盐酸中至少一种水溶液。
14、所述无机盐溶液优选为硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙中的至少一种。所述无机盐溶液的质量分数为10％-35％。
15、步骤一中，反浮选时，捕收剂为煤油、磺化煤油、柴油、页岩柴油、油酸、羟基油酸钠中的一种或多种，使用量为2～50g/t，优选3～10g/t；起泡剂为松醇油、仲辛醇、甲基异丁基甲醇(mibc)、三乙氧基丁烷(teb)、聚丙烯乙二醇醚中的一种或多种，使用量10～300g/t，优选12～35g/t。
16、步骤一中，在常温下进行反浮选分离，初步除杂。在本专利技术中，反浮选分离主要是去除呈单体解离状态的有机质、二氧化硅以及难溶性的磷、氟等杂质。
17、步骤二中，调节浮选分离后的磷石膏浆液的ph值至0.5-4.0，置于相变反应容器中，升温至大于等于90℃后，加入晶型诱导剂，以调控相变产物的粒度和形貌；并在90～110℃进行相变反应；相变反应时，控制搅拌速度为90～150rpm，控制反应时间为45-120min。即调节浮选分离后的磷石膏浆液的ph值至b，且b的取值为0.5～4、优选为0.5～1.5。
18、步骤二中，进行的相变反应包括常压相变反应。
19、步骤二中，晶型诱导剂包括α-半水石膏晶体、优选为形貌规则的α-半水石膏晶体，其平均长径比小于等于6.0，其粒度优选为10-50μm，添加量为磷石膏添加量的2～31wt％，优选为10-25wt％。
20、作为进一步的优选，b的取值小于等于a，c的取值大于a。在本专利技术中，b的取值小于等于a且c的取值大于a、b有利于得到高强度、高白度，低磷含量的产品。
21、作为优选，步骤三中，待相变反应完全结束后，将浆液立刻转移到浮选机中，调节矿浆ph并加入浮选药剂，在一定温度下进行正浮选除杂。
22、作为优选，步骤三中，正浮选时，浮选药剂为兼具捕收和起泡能力的阴离子表面活性剂，浮选药剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油酰胺丙基二甲基甘氨酸钠、椰油酰羟乙磺酸酯钠、甲基椰油本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法，其特征在于包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤一中，磷石膏中二水硫酸钙质量分数大于或等于80％，磷石膏悬浊浆液中固体质量分数为20～35％；反浮选时，控制pH为0～3，即A的取值为0～3、优选为0～1.5。
3.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：水溶液体系为无机盐溶液、无机酸溶液或者两者的混合溶液中的一种；所述无机盐溶液的质量分数为10％-35％。
4.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤一中，反浮选时，捕收剂为煤油、磺化煤油、柴油、页岩柴油、油酸、羟基油酸钠中的一种或多种，使用量为2～50g/t，优选3～10g/t；起泡剂为松醇油、仲辛醇、甲基异丁基甲醇、三乙氧基丁烷、聚丙烯乙二醇醚中的一种或多种，使用量10～300g/t，优选12～35g/t。
5.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其
6.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤二中，晶型诱导剂包括α-半水石膏晶体、优选为形貌规则的α-半水石膏晶体，其平均长径比小于等于6.0，其粒度优选为10-50μm，添加量为磷石膏添加量的2～31wt％，优选为10-25wt％。
7.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：B的取值小于等于A，C的取值大于A、B。
8.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤三中，正浮选时，浮选药剂为兼具捕收和起泡能力的阴离子表面活性剂，浮选药剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油酰胺丙基二甲基甘氨酸钠、椰油酰羟乙磺酸酯钠、甲基椰油酰牛磺酸钠、椰油酰甘氦酸钾、椰油酰谷氨酸钠、月桂酰两性基乙酸钠(月桂酰两性基醋酸钠)、N-月桂酰肌氨酸钠、月桂醇聚醚硫酸脂钠、月桂醇硫酸脂钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、瓜儿胶羟丙基三甲基氯化铵、异硬脂酰乳酰乳酸钠中的一种或多种混合，优选月桂酰两性基乙酸钠(月桂酰两性基醋酸钠)、N-月桂酰肌氨酸钠和月桂醇聚醚硫酸脂钠中的一种或多种，用量为50～750g/t，优选600～750g/t。
9.根据权利要求8所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：正浮选除杂时，控制温度为55～95℃；
10.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤四中，浮选分离后的精矿立刻进行固液分离，并用90℃以上的热水洗涤，之后在30～60℃下烘干至恒重，得到石膏产品。
...【技术特征摘要】
1.一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法，其特征在于包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤一中，磷石膏中二水硫酸钙质量分数大于或等于80％，磷石膏悬浊浆液中固体质量分数为20～35％；反浮选时，控制ph为0～3，即a的取值为0～3、优选为0～1.5。
3.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：水溶液体系为无机盐溶液、无机酸溶液或者两者的混合溶液中的一种；所述无机盐溶液的质量分数为10％-35％。
4.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤一中，反浮选时，捕收剂为煤油、磺化煤油、柴油、页岩柴油、油酸、羟基油酸钠中的一种或多种，使用量为2～50g/t，优选3～10g/t；起泡剂为松醇油、仲辛醇、甲基异丁基甲醇、三乙氧基丁烷、聚丙烯乙二醇醚中的一种或多种，使用量10～300g/t，优选12～35g/t。
5.根据权利要求1所述的一种基于浮选分离和物相调控的磷石膏深度除杂方法；其特征在于：步骤二中，调节浮选分离后的磷石膏浆液的ph值至0.5-4.0，置于相变反应容器中，升温至大于等于90℃后，加入晶型诱导剂，以调控相变产物的粒度和形貌；并在90～110℃进行相变反应；相变反应时，控制搅拌速度为90～150rpm，控制反应时间为45-120min。即调节浮选分离后的磷石膏浆液的ph值至b，且b的取值为0.5～4、优选为0.5～1.5。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：管青军，周富佳，殷志刚，余伟健，张佳妮，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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