一种磷石膏中可溶性杂质去除剂及其制备方法

1.本发明涉及磷石膏杂质去除剂制备技术领域，尤其涉及一种磷石膏中可溶性杂质去除剂及其制备方法。


背景技术：

2.湿法磷酸生产磷酸盐工艺是目前磷肥生产中采用的主要工艺过程，然而，在这一过程中不可避免会产生大量磷石膏，磷石膏中有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质等，其中可溶性杂质磷和氟的存在对磷石膏的资源化利用影响最大。
3.目前主要以化学沉淀方式去除磷石膏中可溶性磷、氟，化学沉淀的药剂主要为生石灰、氢氧化钙和石灰石含钙药剂或天然矿物。
4.但是，上述含钙药剂或含钙矿物，尤其是石灰石原料的规模开采，对水体、大气、土壤、植被等造成相当程度的破坏，导致环境破坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种磷石膏中可溶性杂质去除剂及其制备方法，旨在解决现有技术中的以化学沉淀方式去除磷石膏中可溶性磷、氟，化学沉淀的药剂主要为生石灰、氢氧化钙和石灰石含钙药剂或天然矿物，但是，上述含钙药剂或含钙矿物，尤其是石灰石原料的规模开采，对水体、大气、土壤、植被等造成相当程度的破坏，导致环境破坏的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法，包括以下步骤：
7.获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物；
8.将所述机械混合物进行筛分，并收集粒径较小的硬化水泥石细粉；
9.对所述硬化水泥石细粉进行粉磨，获得粉磨样品，并对所述粉磨样品进行磁选除铁，获得磷石膏中可溶性杂质去除剂。
10.其中，获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物，包括：
11.在房屋拆除现场的建筑废弃物堆场中选取出所述废弃混凝土，并采用锤式破碎机对所述废弃混凝土进行破碎，并控制出料粒度为10-50毫米。
12.其中，获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物，包括：
13.将破碎后的所述废弃混凝土装入回高温旋窑进行煅烧，其中，控制煅烧温度为600-1000摄氏度，煅烧时间为10-50分钟。
14.其中，获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物，包括：
15.将煅烧结束后的所述废弃混凝土送入单筒式冷却机中进行快冷，并使煅烧结束后的所述废弃混凝土快速降温到150摄氏度以下。
16.其中，获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物，包括：
17.将快冷结束后的所述废弃混凝土送入球磨机中进行球磨，并控制球磨的时间为5-30分钟，球磨机转速30-50转/分钟，并在球磨机炉温降温到100摄氏度以下后取出，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物。
18.其中，将所述机械混合物进行筛分，并收集粒径较小的硬化水泥石细粉，包括：
19.将所述机械混合物输送到机械筛中进行筛分，并通过筛分将所述废弃混凝土中粒径较大的再生骨料分离去除，以及收集粒径较小的所述硬化水泥石细粉。
20.其中，对所述硬化水泥石细粉进行粉磨，获得粉磨样品，并对所述粉磨样品进行磁选除铁，获得磷石膏中可溶性杂质去除剂，包括：
21.通过双筒振动磨对所述硬化水泥石细粉进行粉磨，并控制粉磨时间为20-40分钟。
22.一种磷石膏中可溶性杂质去除剂，所述的一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法应用于所述磷石膏中可溶性杂质去除剂。
23.本发明的磷石膏中可溶性杂质去除剂及其制备方法，通过将废弃混凝土进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，再分离出硬化水泥石细粉，并以硬化水泥石细粉为原料，制备出磷石膏中可溶性杂质去除剂，可以有效将磷石膏中可溶性磷、氟转化为稳定和难溶的钙磷化合物和氟化物，从而起到替代或部分替代含钙药剂或天然矿物的作用，不仅为磷石膏中可溶性磷、氟的去除提供了一种绿色环保且价格低廉的去除剂，同时也为废弃混凝土的高值化利用提供了一种新的技术路径，利用废弃混凝土制备的磷石膏中可溶性杂质去除剂使用过程简单，可以在磷石膏煅烧建筑石膏的过程中添加使用，不仅不会改变现有磷石膏的煅烧工艺，还可以增加煅烧所得磷石膏的机械强度，同时不会产生二次污染，有利于环境保护。
附图说明
24.图1是本发明的磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法的步骤图。
具体实施方式
25.请参阅图1，本发明提供了一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法，包括以下步骤：
26.s101：获取废弃混凝土，并对所述废弃混凝土依次进行破碎、煅烧、快冷和球磨工艺，获得再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物。
27.具体的，首先，在房屋拆除现场的建筑废弃物堆场中选取出废弃混凝土，并采用锤式破碎机对废弃混凝土进行破碎，其中，控制出料粒度为10≤d≤50mm；然后，将破碎后的废弃混凝土装入回高温旋窑中进行煅烧，其中，控制煅烧温度为600-1000℃，煅烧时间为10-50min；然后，将煅烧结束后的废弃混凝土送入单筒式冷却机中进行快冷，使得煅烧后的废弃混凝土快速降温到150℃以下；最后，将煅烧结束后的废弃混凝土块送入球磨机中进行球磨，其中，控制球磨的时间为5-30min，球磨机转速30-50转/分钟，并在球磨机的炉温降温到
100℃以下后取出，得到再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物。
28.s102：将所述机械混合物进行筛分，并收集粒径较小的硬化水泥石细粉。
29.具体的，在s101步骤中，经破碎、煅烧和球磨后，废弃混凝土块中硬化水泥石从砂石骨料的表面分离，此时可得表面较为干净的再生骨料和硬化水泥石细粉的机械混合物，然后，将机械混合物输送到机械筛中，通过筛分将废弃混凝土中粒径较大的再生骨料分离去除，并收集粒径较小的硬化水泥石细粉。
30.s103：对所述硬化水泥石细粉进行粉磨，获得粉磨样品，并对所述粉磨样品进行磁选除铁，获得磷石膏中可溶性杂质去除剂。
31.具体的，用zm系列双筒振动磨对s102步骤中获得的硬化水泥石细粉进行粉磨，其中，控制粉磨时间为20min-40min，并在粉磨结束后，按照《水泥比表面积测定方法勃氏法》中规定的方法和步骤，且采用勃氏比表面积分析仪对粉磨后的样品进行比表面积测定，并控制出磨粉体的比表面积≥400m2/kg，获得粉磨样品，然后在粉磨后采用干式除铁器对粉磨样品进行磁选除铁，去除粉磨样品中的铁磁性物质后，即得磷石膏中可溶性杂质去除剂。
32.磷石膏中可溶性杂质去除剂的使用方法：
33.(1)采用高速混料机将上述过程制备的磷石膏中可溶性杂质去除剂与原状磷石膏进行混合，高速混料机为一商品化的不对称不锈钢v型桶，工作容积为5000l，在电动机的带动下可以实现筒体物料上下左右的均匀混合；上述混合过程中控制磷石膏中可溶性杂质去除剂与原状磷石膏的混合质量比为1/100-20/100；混合结束后，将上述粉料与水按一定比例混合搅拌，控制水与物料的质量比为1/100-10/100；将加水搅拌后的物料密封陈化12-48h备用；
34.(2)将充分陈化的物料输送到回转窑进行煅烧，煅烧过程中控制煅烧温度为150-300℃，控制回转窑的转速为1-5rpm，窑内停留时间控制在20-50min；煅烧结束后送入单筒冷却机中进行快冷；快冷结束后按照行业标准《jc/t2073-2011》中规定的方法对处理后磷石膏中的可溶性磷、氟进行测试；不同磷石膏中可溶性杂质去除剂下磷石膏中可溶性磷、氟的去除率如附表1所示；从表中可知，随着所制备磷石膏中可溶性杂质去除剂投加量的增加，磷石膏中可溶性磷、氟的去除率持续降低，当投加量达到磷石膏质量的百分之10％时，磷石膏中可溶性磷、氟的去除率分别达到了90.2％和86.4％。
35.表1磷石膏中可溶性杂质去除剂对磷石膏中可溶性磷、氟的去除效率
[0036][0037]
[0038]
本发明的主要技术原理：
[0039]
废弃混凝土中主要含有老旧水泥石和砂石骨料为主，经分离后剔除粒径较大的砂石骨料筛余部分，收集所得的微细颗主要为老旧水泥石，其主要矿物组成为水化硅酸钙凝胶，及其由于长时间在大气环境下堆存被空气中二氧化碳碳化后所形成的碳化产物，及部分分离不完全的二氧化硅，其化学组成为sio2：10％-50％，cao:20％-50％，fe2o3:1％-5％，al2o3:1％-5％，na2o:0.1％-1％，k2o:0.1％-1％，mgo:0.1％-1％；经600-1000℃煅烧10-50min后，老旧水泥石中难溶性的水化硅酸钙凝胶和碳酸盐会分解为溶解度较高的游离氧化钙；在有水参与的条件下，磷石膏中可溶性磷酸盐和氟离子会与游离氧化钙电离出的钙离子反应形成难溶性的羟基磷酸钙和氟化钙从而使的磷石膏中可溶性磷和氟固结在上述难溶性盐中，最终达到从磷石膏中去除可溶性磷和氟的目的。
[0040]
本发明的一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法，由废弃混凝土中的老旧水泥石制备的，这不仅为磷石膏中可溶性磷、氟的去除提供了一种绿色环保且价格低廉的去除剂，同时也为废弃混凝土的高值化利用提供了一种新的技术路径，并且使用过程简单，可以在磷石膏煅烧建筑石膏的过程中添加使用，不仅不会改变现有磷石膏的煅烧工艺，还可以增加煅烧所得磷石膏的机械强度，同时不会产生二次污染。本发明的一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法，既可以为磷石膏中可溶性磷、氟的去除提供价廉易得的处理药剂，减少或避免了现有生石灰或氢氧化钙等钙基去除剂在制备和生产过程中的高能耗、高污染问题，同时也降低了因废弃混凝土堆放所带来的耕地占用和环境污染，并有效提高废弃混凝土的循环利用价值，具有明显的社会效益，环境效益和经济效益，有利于环境保护。
[0041]
一种磷石膏中可溶性杂质去除剂，所述的一种磷石膏中可溶性杂质去除剂制备方法应用于所述磷石膏中可溶性杂质去除剂。
[0042]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。