一种利用微波技术诱导改性磷石膏的方法技术

本发明专利技术提供一种利用微波技术诱导改性磷石膏的方法，将磷石膏球磨至160～200目，再按磷石膏与无定形介电物质的质量比为1～2︰0.05～0.1，加入无定形介电物质混合后，置于微波频率为2350MHz、功率为750～950W、温度为100～150℃的条件下进行微波处理10～15分钟，然后自然冷却至室温，即得到微波诱导改性磷石膏。本发明专利技术可以显著提高磷石膏表面自由能、电位、平均孔径及比表面积；制得的微波诱导改性磷石膏可以用于重金属废水吸附方面；本发明专利技术操作简单、成本低廉、效率高、大量节省能源、避免了二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磷石膏改性利用
，具体地说是。
技术介绍
磷石膏是湿法生产磷酸工艺过程中产生的固体废弃物，其主要成分是CaSO4 2H20，同时也含有部分 H3PO4' Ca(H2PO4)2 H20、CaHPO4 2H20、Ca3 (PO4)2 以及硫化物(NaF, Na2SiF6, Na3AlF6, Na3FeF6, CaF2) 目前我国磷石膏综合利用率仅为15%。全国已堆积了 I亿多吨，每年还以2000万吨的速度递增，仅云南省就堆积了 4000多万吨磷石膏。2006年5月国家环保总局以环函(2006) 176号文的形式，将磷石膏定性为危险固体废弃物，列为国家固体废弃物污染环境的防治对象。磷石膏的资源化利用已成为磷肥行业实现可持续发展的关键。因此，如何综合利用磷石膏、控制磷石膏产生的污染、以废治废，提高磷石膏的利 用价值，创造良好的社会效益和环境效益就显得尤其重要。国内外采用微波诱导处理磷石膏的研究主要集中于采用微波技术对磷石膏进行净化处理。在公开号为CN101811016A的申请中公开了微波处理制备用于碘化氢催化分解的改性活性炭的方法。该方法包括步骤将活性炭置于微波炉中，在保护气的保护下，以100 800W的功率、2450MHz的频率进行微波处理5 30min，即得改性活性炭。在专利CN200610130548. 3中公开了利用烟气脱硫的污泥活性炭的制备方法。该方法包括(I)污泥的预处理，(2)微波处理千污泥，(3)炭化，(4)物理活化，(5)微波改性的步骤。在微波改性制备活性炭和城市污泥研究方向中，微波技术作为一种较为成熟的手段应用于固体废弃物的资源化利用中，但在作为改性磷石膏的手段却较少研究。国内外多采用球磨法、闪烧法、石灰中和法等方法对磷石膏进行改性，显然这些方法在很大程度上能够去除磷石膏中的杂质，但对于改善磷石膏表面电荷分布、表面能、增加比表面积却无贡献。针对利用微波技术改性磷石膏在国内外尚未见突破性研究。有必要研究使用微波技术对磷石膏进行诱导处理，改变其表面电荷分布、改善表面能、增加比表面积。若能在磷石膏已具有一定吸附容量的基础上，采用微波手段，将磷石膏内部多孔结构改造成开放性孔穴，使磷石膏颗粒表面呈蜂窝状结构，增加其比表面积则可大大提高磷石膏在处理重金属废水中的实用性，拓宽其资源化利用途径。
技术实现思路
为改善磷石膏表面电荷分布、表面能、增加比表面积，本专利技术提供，经微波改性后的磷石膏比表面积大、吸附容量高，磷石膏的表面自由能与电位也得到提高与改变。本专利技术通过下列技术方案实现，经过下列各步骤将磷石膏球磨至160 200目，再按磷石膏与无定形介电物质的质量比为I 2 0. 05 0. I，加入无定形介电物质混合后，置于微波频率为2350MHZ、功率为750 950w、温度为100 150°C的条件下进行微波处理10 15分钟，然后自然冷却至室温，即得到微波诱导改性磷石膏。所述磷石膏为天然石膏、脱硫石膏、磷肥厂是废渣磷石膏。所述无定形介电物质为无机金属氧化物，如Fe203、Al2O3等。本专利技术的原理是依据在弱吸收微波物质中加入强吸收微波物质，从而使弱吸收微波物质迅速加热。其实质是(一)利用强吸收微波的物质吸收微波迅速升温，通过接触传递热和微波能量输入两种方式使弱吸收微波的物质温度迅速升高；(二)微波加热过程中由于介电损耗因子和颗粒的导电率的变化改变了弱吸收微波物质的加热速度。本专利技术中无定形介电物质作为强吸收微波的物质，在其自身迅速升温的时候，由 于其介电损耗因子和颗粒的导电率的变化释放出热量，从而加强了磷石膏这种弱吸波物质的加热速度，使得磷石膏的加热速度比现有的常规加热速度快数倍，并因此使得磷石膏产生以下变化 (1)磷石膏中的游离态水分和有机物完全蒸发或分解； (2)热量的线性增加将引起结合力较弱的水层空位向磷石膏晶体上的空位、畸变、包晶、解理、裂纹和杂质等迁移； (3)空位迁移到磷石膏的表面后随之消失并形成出露点进而形成裂纹，粉化，然后稳定晶核形成，并生长扩散，使得磷石膏的表面自由能与电位提高，磷石膏的比表面积和平均孔径增大。由于磷石膏的加热实质上是对纯石膏和其杂质的加热，由于微波的特性，其加热特点是分级加热，整体加热，所以加热磷石膏可以看成是分别加热纯石膏和磷石膏杂质，力口热效率要比传统的加热方式高，可以大量节省能源，而且采用的是电能，避免了二次污染。本专利技术采用微波技术诱导改性磷石膏，克服了单独采用其他物理或化学方法改性磷石膏的缺点，其他工艺存在二次污染、煅烧处理改性磷石膏速度慢；无机物类的无定形介电物质作为改良剂的加入，大幅度提高了微波技术诱导改性磷石膏的速度，显著改善了磷石膏的物化性质。本专利技术采用微波技术对磷石膏进行辐照改性，在辐照环境下使磷石膏的介电常数、表观活化能和微孔结构，从而提高磷石膏的孔隙率和比表面积。改性前后的磷石膏的比表面积与平均孔径见下表I。表I改性前后的磷石膏的比表面积与平均孔径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微波技术诱导改性磷石膏的方法，其特征在于经过下列各步骤 将磷石膏球磨至160 200目，再按磷石膏与无定形介电物质的质量比为I 2 .0.05 0. I，加入无定形介电物质混合后，置于微波频率为2350MHZ、功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨月红，舒敦涛，张怀予，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：