一種磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請屬于磷石膏綜合利用技術領域，具體涉及一種對于磷肥廠濕法磷酸工藝所 產生的磷石膏在排渣前的預處理系統。
【背景技術】
[0002] 磷石膏是磷肥工業的固體廢棄物，而磷酸是磷肥工業的基礎。濕法磷酸生產工藝 是最為常用的磷酸生產工藝。濕法磷酸生產工藝中，首先通過硫酸分解磷礦粉生產萃取料 漿，然后過濾洗滌制得磷酸，而過濾洗滌的過程中便會產生磷石膏廢棄物。一般每生產1噸 磷酸約產生5~6噸磷石膏，每生產1噸磷酸二銨則會排放2. 5~5噸磷石膏。隨著我國近幾 年來高濃度復合肥工業的迅猛發展，每年由磷肥類化工企業及其它企業(如復合添加劑）合 計約為2000多萬噸。由于磷石膏中可溶磷、氟、有機物等雜質對于環境危害巨大，加上磷石 膏綜合利用率較低，因而對于磷石膏堆放過程中環境污染問題急需加以研究。
[0003] 現有技術中，磷肥生產企業一般是將磷石膏料漿經固液分離后，直接運送至堆場 進行堆放，缺少預處理工藝或者在堆場再進行預處理，這種情況部分造成了處理不及時容 易污染環境，也造成了大量的物力、財力浪費，因而急需開發一種針對磷肥生產企業的磷石 膏產生后的能夠及時進行預處理的裝置設備及預處理工藝，從而降低對于環境的污染性及 便于后續的開發利用。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中磷肥生產企業直接將磷石膏自然堆放極易污染環境的弊端，本申 請主要目的在于提供一種針對磷肥生產企業剛剛生產出來的磷石膏進行預處理的預處理 系統及利用該預處理系統的磷石膏預處理工藝，從而減小對于環境的污染性。
[0005] 下面對本申請的詳細技術方案介紹如下。
[0006] 一種磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，該系統應用于處理濕法磷酸工藝中磷石膏 料漿經過濾機固液分離后所產生磷石膏，該系統包括儲料罐、位于儲料罐下方且與儲料罐 相連接的計量裝置、以及順次連接的第一輸送機、混合機和第二輸送機，所述混合機位于計 量裝置下方；
[0007] 其中，第一輸送機將磷石膏送入混合機內；混合機內混合后的物料經第二輸送機 運送至堆料場所；
[0008] 所述儲料罐用于存放預處理物料，所述計量裝置用于控制從儲料罐內排放出的物 料。
[0009] 所述磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，其中混合機優選臥式不銹鋼雙螺帶混合 機，可以將物料混合的較為均勻。
[0010] 利用所述磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統的磷石膏預處理方法，包括以下步驟：
[0011] (1)對磷石膏進行檢測，確定磷石膏中主要有害物質含量，例如pH值、可溶磷、可 溶氟含量數據；
[0012] (2)選擇合適的預處理物料，所述預處理物料為赤泥、堿性激發劑、粉煤灰和/或 活性礦渣的混合物，所述堿性激發劑為碳酸鈉、水泥或灰鈣；
[0013] 按質量比計，具體為：
[0014] 預處理物料為赤泥、堿性激發劑與粉煤灰混合物，其中赤泥35~55%，堿性激發劑 10~20%，粉煤灰30~45%;具體例如：
[0015]赤泥：灰鈣：粉煤灰=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2);
[0016]赤泥：水泥：粉煤灰=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2);
[0017]赤泥：碳酸鈉：粉煤灰=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2);
[0018] 赤泥：碳酸鈉：粉煤灰=35% : 20% : 45% ;
[0019] 赤泥：水泥：粉煤灰=55% : 15% : 30%;
[0020] 赤泥：灰鈣：粉煤灰=45% : 10% : 45% ;
[0021] 預處理物料為赤泥、堿性激發劑、粉煤灰和活性礦渣混合物，其中赤泥25~55%，堿 性激發劑10~20%，粉煤灰和活性礦渣按任意比例混合填充至100%;具體例如：
[0022] 赤泥：碳酸鈉：粉煤灰：活性礦渣=40% : 16% : 40% : 4% (2 : 0· 8 : 2 : 0. 2)；
[0023]赤泥：水泥：粉煤灰：活性礦渣=40% : 10% : 40% : 10%(2 : 0· 5 : 2 : 0· 5);
[0024] 赤泥：灰鈣：粉煤灰：活性礦渣=25% : 10% : 50% : 15%;
[0025] 赤泥：水泥：粉煤灰：活性礦渣=55% : 10% : 15% : 20%;
[0026] 赤泥：碳酸鈉：粉煤灰：活性礦渣=30% : 20% : 25% : 25%;
[0027] 預處理物料為赤泥、堿性激發劑與活性礦渣混合物，其中赤泥25~55%，堿性激發劑 10~20%，活性礦渣加至100%;具體例如：
[0028]赤泥：水泥：活性礦渣=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2);
[0029] 赤泥：水泥：活性礦渣=25% : 20% : 55% ;
[0030] 赤泥：碳酸鈉：活性礦渣=55% : 20% : 25%;
[0031] 赤泥：灰鈣：活性礦渣=40% : 10% : 50%;
[0032] (3)將步驟（2)中預處理物料加入儲料罐，按比例與磷石膏混合均勻后，堆料經7d 自然陳化后即可再行處理或直接使用。
[0033] 步驟（2)中所述預處理物料按照磷石膏質量的1~5%添加。
[0034] 已有研究表明，磷石膏主要成分為二水硫酸鈣（CaS04 · 2H20)，其含量一般可達到 70~90%左右，其中所含的次要成分隨磷礦石產地不同而各異，成分較為復雜，一般都含有巖 石成分Ca、Mg的磷酸鹽及硅酸鹽。磷石膏中主要污染物為其中的可溶性成分，其中又以可 溶性磷、可溶性氟等物為主。現有技術中，為降低磷石膏對于環境的污染，對于磷石膏的處 理方式主要有中和法、水洗法、焚燒法等，但各種方法均是針對已有堆料進行研究，由于已 有堆料體量較大，動輒萬噸以上，因而現有方法均存在物力、財力等處理成本較高的難題。
[0035] 本申請針對現有技術中磷肥生產企業流水線中剛剛生產出來的磷石膏，提供了一 種預處理系統，該系統可與原有生產線較好配合使用，實現自動化運行；同時本發明通過對 磷石膏預處理物料配方的篩選、改良，可較好的中和、固化磷石膏中的水分和可溶性磷、可 溶性氟等有害成分，從而減少磷石膏堆積過程中對于環境影響；同時，由于磷石膏在產生源 頭即進行了預處理，因而可減少后續磷石膏處理強度、處理所需場地、投資等人力、物力、財 力費用，因而具有較好的生產應用價值。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本申請所提供的磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統結構示意圖；
[0037] 圖2為磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統中儲料罐結構示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面結合附圖和實施例對本申請做進一步的解釋說明。
[0039] 實施例1
[0040] 本申請所提供磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，主要應用于濕法磷酸工藝中磷石 膏料漿經過濾機1固液分離后所產生磷石膏，如圖1、2所示，該系統包括第一輸送機2、混合 機5、儲料罐3、計量裝置4、第二輸送機6 ;
[0041] 其中第一輸送機2將磷石膏送入混合機5內；混合機5位于儲料罐3下方；計量裝 置4與儲料罐3相連，用于控制從儲料罐3內所排放出的物料；混合機5混合后物料即磷石 膏經第二輸送機6運送至堆料場所；
[0042] 所述儲料罐3用于存放預處理物料。
[0043] 所述磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，其中混合機5為臥式不銹鋼雙螺帶混合 機，可以將物料混合的較為均勻。
[0044] 實施例2~7
[0045] 利用實施例1所述磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統的磷石膏預處理方法，包括以 下步驟：
[0046] (1)對磷石膏進行檢測，確定磷石膏中主要有害物質含量，例如pH值、可溶磷、可 溶氟含量數據。
[0047] 實施例中磷石膏來源于濟源豐田肥業有限公司堆場，對其成分具體檢測結果如下 表所示。
[0048]
[0049] (2)選擇合適的預處理物料，按質量比計，各實施例所用具體預處理物料為：
[0050] 實施例2,赤泥：灰鈣：粉煤灰=40%:20%:40% (2:1:2);
[0051] 實施例3,赤泥：水泥：粉煤灰=40%:20%:40% (2:1:2);
[0052] 實施例4,赤泥：碳酸鈉：粉煤灰：活性礦渣=40%:16%:40%:4%( 2:0.8: 2： 0. 2)；
[0053]實施例5,赤泥：水泥：粉煤灰：活性礦渣=40%:10%:40%:10%(2:0. 5: 2 ： 0. 5)；
[0054] 實施例6,赤泥：碳酸鈉：粉煤灰=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2);
[0055] 實施例7,赤泥：水泥：活性礦渣=40% : 20% : 40% (2 : 1 : 2)。
[0056] 以未添加預處理物料作為空白對照。
[0057] 各實施例中所用赤泥來自于中國鋁業河南分公司，成分如下表所示。
[0058]
[0059] 各實施例中所用活性礦渣來自于濟源鋼鐵公司，成分如下表所示。
[0060]
[0061] 各實施例中所用粉煤灰來自于濟源沁北電廠，成分如下表所示。
[0062]
[0063] 各實施例中所用碳酸鈉來自于廊坊亞太龍興化工公司，成分如下表所示。
[0064]
[0065] 各實施例中所用水泥來自于中國鋁業長鋁水泥廠，成分如下表所示。
[0066]
[0067] (3)將步驟（2)中預處理物料加入儲料罐，按比例與磷石膏混合均勻后，堆料經7d 自然陳化后即可再行處理或直接使用；
[0068] 步驟（2)中預處理物料均按照磷石膏質量1%添加。
[0069] 堆陳7d后，對各組磷石膏中部分成分進行檢測，檢測時依據《GBT23456-2009磷石 膏》進行檢測，所涉及主要儀器設備有：恒溫鼓風干燥箱(天津泰斯特)、PH計(上海精密)、分 光光度計(上海浦元400-700nm范圍）、火焰光度計(上海精科）等，具體檢測結果如下表所 不。
[0070]
[0071] 從上表可以看出，無論采用哪種預處理物料配方，相較于空白對照，即未處理的磷 石膏，經預處理后磷石膏其PH、水溶性氟、水溶性五氧化二磷均表現出明顯降低，能夠較好 的降低對于環境的污染性，因而具有較好的推廣應用價值。
【主權項】
1. 一種磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，其特征在于，該系統應用于處理濕法磷酸工 藝中磷石膏料漿經過濾機固液分離后所產生磷石膏，該系統包括儲料罐、位于儲料罐下方 且與儲料罐相連接的計量裝置、以及順次連接的第一輸送機、混合機和第二輸送機，所述混 合機位于計量裝置下方； 其中，第一輸送機將磷石膏送入混合機內；混合機內混合后的物料經第二輸送機運送 至堆料場所； 所述儲料罐用于存放預處理物料，所述計量裝置用于控制從儲料罐內排放出的物料。2. 如權利要求1所述磷肥廠磷石膏排渣前預處理系統，其特征在于，所述混合機為臥 式雙螺帶混合機。
【專利摘要】本申請屬于磷石膏綜合利用技術領域，具體涉及一種對于磷肥廠濕法磷酸工藝所產生的磷石膏在排渣前的預處理系統。該系統包括第一輸送機、混合機、儲料罐、計量裝置、第二輸送機；其中第一輸送機將磷石膏送入混合機內；混合機位于儲料罐下方；計量裝置與儲料罐相連；混合機混合后物料即磷石膏經第二輸送機運送至堆料場所；所述儲料罐用于存放預處理物料。本申請針對現有技術中磷肥生產企業流水線中剛剛生產出來的磷石膏開發應用，同時通過對磷石膏預處理物料配方的篩選、改良，可較好的中和、固化磷石膏中的水分和可溶性磷、可溶性氟等有害成分，從而減少磷石膏堆積過程中對于環境影響；具有較好的生產應用價值。
【IPC分類】C04B11/26
【公開號】CN204999808
【申請號】CN201520552109
【發明人】劉永旭, 謝國剛, 楊新亞, 賀小鋼
【申請人】河南聚能新型建材有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年7月28日