【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磷石膏回收利用，具体是一种利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法。
技术介绍
1、在磷化工行业中磷肥的生产首先要进行磷酸的制备，磷酸的制备通常是使用硫酸法的生产工艺对磷灰石(ca5(po4)3oh)进行湿法处理，制备过程中不仅生成了磷酸还会伴随着大量固体废弃物磷石膏的产生，由于生产过程中h2so4的配比及浸蚀温度的工艺不同，所得到的磷石膏主要由无水石膏(ca2so4)、半水石膏(ca2so4·0.5h2o)和二水石膏(caso4·2h2o)三种不同的水合物组成。但由于目前大多数磷化工企业通常采用二水法工艺进行湿法磷酸的生产，因而副产pg的主要成分为二水硫酸钙(caso4·2h2o)，且含量一般超过80％，其中每生产1吨的磷酸就会同时有大约4～5吨的磷石膏伴随产生。2023年我国磷石膏排放量超过8000万吨，但由于磷石膏含有氟类、磷类、有机物类等杂质的存在极大限制了磷石膏的综合回收利用，目前我国磷石膏综合利用率达55.6％，距离《磷石膏(pg)综合利用行动方案》中提出到2026年pg资源综合利用率达到65％仍有一定差距。
2、磷石膏的综合利用广泛涉及建材、化工、农业及生物医药四大领域。因其具有天然石膏相似的物理化学性能，使得磷石膏在建材行业得以大量应用，但各类杂质存在所产生的潜在危害，导致各类磷石膏建筑制品在环境中长时间暴露具有不可预测的危害。磷石膏中无论主元素或杂质元素都具有极大的利用价值，故磷石膏在化工行业中可用于生产硫酸钙晶须、碳酸钙、硫酸铵等化工产品，同时也可回收各类杂质元素。因此，采用一种简单高效
3、传统的磷石膏有价杂质元素回收方法主要是基于除杂方法进行处理，主要包含物理分离法、化学处理法、热处理法、生物浸出法和新型材料合成法四大类。物理分离法是利用磷石膏各杂质的表面性质差异和颗粒密度分别采用浮选法和重力分选发对其进行处理，该方法仅能去除部分与硫酸钙物理相结合的杂质。化学处理法与热处理法，均利用化学方法使杂质得以分离，但这两种方法往往会产生其余副产物，且能耗较大。生物浸出法和新型材料合成法则由于处理时间长、研究技术成熟性低，导致两者并未得以推广应用。因此，目前各种杂质分离富集的方法存在的各类缺陷极大限制了磷石膏综合利用。
4、目前，关于磷石膏杂质分离富集资源综合利用的文献有一些，例如：
5、1、专利申请cn117861862a，公开了一种磷石膏共反浮选同步脱硅除有机质的方法，该方法采用烷基二甲基叔胺作为共反浮选捕收剂、醇类作为起泡剂，其中浮选药剂能够在大范围ph值内可同时去除磷石膏中的硅和有机质，工艺简单方便。经过一步共反浮选工艺后，磷石膏中二氧化硅含量可由6.261％下降至2.36％；白度由33.88％提高到57.85％；有机质含量可由0.74％降低至0.054％，解决了现有技术工艺复杂、耗时长、成本高、不能同时高效去除磷石膏中的硅和有机质的技术问题。可见，该专利申请经过简单的一步共反浮选之后能有效去除磷石膏中有机杂质，虽然该方法也能分离磷石膏中部分二氧化硅且提高白度，但二氧化硅去除并不完全。另外，该方法在分离磷石膏中杂质后并未对其进行回收利用，故导致生产过程中产生废物危害环境，磷石膏杂质分离效果不完全也导致除杂后磷石膏回收利用难度大。
6、2、专利申请cn118598178a，公开了一种从磷石膏中高效回收磷、氟资源的方法，该方法采用先释放结晶磷后浸出回收工艺分离回收磷石膏中磷、氟有价杂质。结晶磷释放阶段，采取取分选、均化、陈化、脱水、热处理、磨碎等方式或上述方法组合的组合工艺处理，促进某些结晶磷的释放，从而方便处理；回收磷、氟阶段，将处理过的磷石膏加入到溶液中，通过混匀、除杂、过滤、浓缩等方法或上述方法的组合工艺处理，再使用多元素复合溶剂将处理液中的磷与氟元素转变为富含磷、氟元素的不溶或难溶的材料，以实现回收处理液中的磷、氟资源。该方法无其它液体或固体副产物产生，实现磷石膏的减量化、无害化的同时，回收其中的磷、氟资源。可见，该专利所采取的结晶磷释放和回收磷、氟的工序繁琐复杂，同时分选、均化、陈化、脱水、热处理、磨碎等方式或组合的处理方式存在的结晶磷释放影响因素较多，不利于有效控制结晶磷的释放最优条件，还可能导致回收成本及能源消耗较高；其次专利并未给出实际分离率以及产物的品位，推广性有待商榷。
7、3、专利申请cn115780096a，公开了一种反浮选捕收碳硅的捕收剂及其制备方法和用途，该方法采用环烷酸咪唑啉衍生物、矿物油和醚醇作为捕集剂对磷石膏废渣进行反浮选脱碳脱硅。将磷石膏废渣矿浆与所述捕收剂进行混合搅拌，进行反浮选作业，得到含硅碳尾矿和磷石膏精矿。该反浮选捕收剂可以在强酸性环境下实现经济高效的磷石膏混浮除硅碳工艺，不仅提高磷石膏的品位和白度，也保证了较高的磷石膏回收率，为磷石膏的多路径规模化利用提供合格原料。根据该专利申请应用例可发现经脱出后磷石膏中二氧化硅含量仍超过2.0％，可见该专利采用捕集剂虽然能分离部分磷石膏中的二氧化硅，但实际除硅效果并不显著，导致捕集之后磷石膏及被捕集二氧化硅都难以得到进一步资源化利用。
8、因此，如何有效降低磷石膏回收过程中各阶段能耗及产物利用率，实现磷石膏中钙、硅分离及其高值化利用，这两个关键性步骤成为了磷石膏二次资源回收利用的关键性问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，包括以下步骤：
2、一种利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，包括如下步骤：
3、(1)将磷石膏、改性剂和水混合反应，对磷石膏进行湿法改性，所述改性剂为碳酸钠；
4、(2)将步骤(1)的改性矿浆采用真空抽滤，实现改性磷石膏与改性滤液的分离，从而获得改性磷石膏与改性滤液；所述改性磷石膏是固液分离后留在漏斗中的固体；
5、(3)将步骤(2)的改性磷石膏经筛分后，加入到酸性溶液中进行浸出，待浸出结束后采用步骤(2)中方法对其浸出矿浆进行处理，从而获得酸浸液和富硅渣。
6、进一步的，所述步骤(1)，其中磷石膏、添加剂和水是先将添加剂溶解于水中制备改性溶剂，再将磷石膏溶入改性溶剂中进行改性反应，改性溶剂浓度为0.40～0.50mol/l、磷石膏与改性溶剂分配比为1∶13～1∶17g/ml。
7、进一步的，所述步骤(1)，改性条件为：改性温度为10-40℃(室温)、反应时间40-80min、搅拌速率275～325rpm。
8、进一步的，所述步骤(2)，改性磷石膏主要成分为碳酸钙，改性滤液为硫酸钠盐溶液。
9、进一步的，所述步骤(2)，其中真空抽滤的条件为：在真空度为0.04～0.06mpa下进行抽滤处理，直至改性矿浆中固液完全分离，并将改性磷石膏进行干燥。例如送入鼓风干燥箱中在80℃干燥12h。
10、进一步的，所述步骤(3)，改性磷石膏经筛分目数为200目。...
【技术保护点】
1.一种利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(1)，其中磷石膏、添加剂和水是先将添加剂溶解于水中制备改性溶剂，再将磷石膏溶入改性溶剂中进行改性反应，改性溶剂浓度为0.40～0.50mol/L、磷石膏与改性溶剂分配比为1∶13～1∶17g/mL。
3.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(1)，改性条件为：改性温度为10-40℃、反应时间40-80min、搅拌速率275～325rpm。
4.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(2)，改性磷石膏主要成分为碳酸钙，改性滤液为硫酸钠盐溶液。
5.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(2)，其中真空抽滤的条件为：在真空度为0.04～0.06MPa下进行抽滤处理，直至改性矿浆中固液完全分离，并将改性磷石膏进行干燥。
6.根据权利要求1所述的利用磷石
7.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(3)，其中酸溶液为盐酸溶液，浸出液为氯化钙盐溶液。
8.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(3)，其浸出条件为：浸出温度75～82℃、浸出时间为30-150min、浸出矿浆固液比为1∶(1-20)g/mL、盐酸溶液浓度为2～3mol/L、搅拌速率为285～310rpm。
...【技术特征摘要】
1.一种利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(1)，其中磷石膏、添加剂和水是先将添加剂溶解于水中制备改性溶剂，再将磷石膏溶入改性溶剂中进行改性反应，改性溶剂浓度为0.40～0.50mol/l、磷石膏与改性溶剂分配比为1∶13～1∶17g/ml。
3.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(1)，改性条件为：改性温度为10-40℃、反应时间40-80min、搅拌速率275～325rpm。
4.根据权利要求1所述的利用磷石膏高效分离富集二氧化硅的方法，其特征在于，所述步骤(2)，改性磷石膏主要成分为碳酸钙，改性滤液为硫酸钠盐溶液。
5.根据权利要求1所...
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