磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業企業固廢物再利用及粉體制備技術領域，具體是一種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法。
【背景技術】
[0002]磷石膏是磷化工企業生產中排放出來的廢渣，歷來的處理方式為筑壩堆存，云南省現堆存量就過億噸以上，每年云南省的磷化工企業排放量是上千噸以上，大量的堆放造成了環境、空氣、水源、森林、山體等、多方面的污染；云南某化工廠就發生過因磷石膏的堆放污染問題，導致工廠關閉，相關人員入刑的轟動全國的環保事件；征地、筑壩、運輸、管理，高額的費用使得企業不堪重負，很多企業長期虧損；云南數家中、小磷化工企業就因為處理磷石膏問題解決不了只得關停，全國多家化工企業也根據磷石膏的礦物組分特性，研究開發了各類建材產品，如磷石膏制免燒磚、磷石膏加氣混凝土制件等，但因磷石膏中20%左右的二氧化硅的活性處理成本過高，所以在作為建材使用中添量少，價值低，不足以解決企業的實際問題；化工企業鹽酸過剩也是企業的成本之痛，而采用磷石膏鹽酸法制備硫酸鈣晶須具有生產成本低附加值高，運用范圍廣等諸多優勢，我國每年的紙漿缺口近50%，需大量進口，如石膏晶須應用到造紙中，將使造紙企業成本大幅下降，填補了紙漿不足的缺口，應用到橡膠、塑料、摩擦片等制品中的纖維添加替代將有效削減磷石膏的堆存量，同時會節約木材，提高環境質量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，采用磷石膏作為制備硫酸鈣晶須的原料，做到了工業固廢資源的再生利用；配制的溶解萃取液成本低，生產工藝新，工藝流程短，設備簡單，投資少，能耗低，能做到生產過程中無廢液排放。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，包含以下步驟:
1)配制用于溶解磷石膏的溶解液；
2)將磷石膏按比例投入到加熱后的溶解液中，在常壓下攪拌使其溶解，得到混合液；
3)按照需求量加入結晶促進劑使其與混合液融合；
4)通過沉降和過濾分離不溶物；
5)冷卻，結晶出硫酸I丐晶須；
6)將分離硫酸鈣晶須后的混合液調節PH值，再次作為溶解液循環使用；
7)分離出的硫酸鈣晶須噴淋改性溶劑，實現物相改性，提高硫酸鈣晶須的留著率使其適宜造紙添加。
[0005]作為本發明進一步的方案:所述步驟1中的溶解液由以下重量份的物質組成:濃度為8% — 45%的鹽酸30— 85份、濃度95%的硫酸銨5 —15份、濃度5%的雙氧水2 —10份，溶解液的濃度為10% — 40%之間，PH值為0.2—6之間。
[0006]作為本發明再進一步的方案:所述步驟1中磷石膏為云南部分磷化工企業排放的高硅，含氟的各類磷石膏。
[0007]作為本發明再進一步的方案:所述步驟3中的結晶促進劑為鎂鹽類溶劑。
[0008]作為本發明再進一步的方案:所述步驟7中的改性溶劑為強堿溶液，包括Ca(0H)2溶液、Na2S04溶液和Na 20溶液。
[0009]作為本發明再進一步的方案:所述步驟6中用來調節混合液PH值的酸為鹽酸或硫酸，用來調節混合液PH值的堿為Na20或ΝΗ3-Η20，調節后得到PH值為0.2—6的溶解液。
[0010]作為本發明再進一步的方案:所述步驟2中磷石膏與溶解液的固液比為1:5-1:8，溶解液的加熱溫度為50-120 °C，礦漿電位值在MV150— 500之間，攪拌混溶反應時間為3-30min，混溶后所得的混合液PH值為2_8。
[0011 ]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明以工業固廢磷石膏為生產原料，采用磷化工企業排放的廢棄物磷石膏在常壓下用循環的溶解液體溶解，分離磷石膏中的各種礦物組分來變廢為寶生產制備出多用途、優質的硫酸鈣晶須；本發明通過相應性質溶劑的噴淋附著改變物相的表面性質，使其適宜作為造紙材料的添加物，生產出的硫酸鈣晶須直徑、長度均適宜于造紙的替代和添加，而且工藝流程短，設備投資少；本發明可控制硫酸鈣晶須達到所要求尺寸，并且分離出的二氧化硅具有60%以上的活性，可直接在建筑材料中使用，是綜合利用磷石膏的經濟實用方法；本發明制備出來的硫酸鈣晶須具有耐1400度以上高溫的性能，能作為其他工業制品所需纖維物質的替代品；本發明經過濾分離、冷卻結晶、洗滌改后制備出的硫酸鈣晶須，純度為95%以上，白度為90%以上，直徑為300-600um，長度為100-5000um，抄紙實驗流失率小于15%，耐高溫，生產成本低的優勢；采用磷石膏作為制備硫酸鈣晶須的原料，做到了工業固廢資源的再生利用，配制的溶解萃取液成本低，生產工藝新，工藝流程短，設備簡單，投資少，能耗低，能做到生產過程中無廢液排放，具有極大的推廣價值。
【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0013]—種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，包含以下步驟:
1)配制用于溶解磷石膏的溶解液；
2)將磷石膏按比例投入到加熱后的溶解液中，在常壓下攪拌使其溶解，得到混合液；
3)按照需求量加入結晶促進劑使其與混合液融合；
4)通過沉降和過濾分離不溶物；
5)冷卻，結晶出硫酸I丐晶須；
6)將分離硫酸鈣晶須后的混合液調節PH值，再次作為溶解液循環使用；
7)分離出的硫酸鈣晶須噴淋改性溶劑，實現物相改性，提高硫酸鈣晶須的留著率使其適宜造紙添加。
[0014]所述步驟1中的溶解液由以下重量份的物質組成:濃度為8% — 45%的鹽酸30—85份、濃度95%的硫酸銨5 —15份、濃度5%的雙氧水2 —10份，溶解液的濃度為10% — 40%之間，PH值為0.2— 6之間。
[0015]所述步驟1中磷石膏為云南部分磷化工企業排放的高硅，含氟的各類磷石膏。
[0016]所述步驟3中的結晶促進劑為鎂鹽類溶劑。
[0017]所述步驟7中的改性溶劑為強堿溶液，包括Ca (0H)2溶液、Na2S04溶液和Na 20溶液。
[0018]所述步驟6中用來調節混合液PH值的酸為鹽酸或硫酸，用來調節混合液PH值的堿為Na20或ΝΗ3-Η20，調節后得到PH值為0.2—6的溶解液。
[0019]所述步驟2中磷石膏與溶解液的固液比為1:5-1:8，溶解液的加熱溫度為50-120°C，礦漿電位值在MV150— 500之間，攪拌混溶反應時間為3_30min，混溶后得到混合液PH值為2-8，經過濾分離、冷卻結晶、洗滌改后制備出純度95%以上、白度90%以上的硫酸鈣晶須，硫酸鈣晶須直徑為300-600um，長度為100_5000um，抄紙實驗流失率小于15%。
[0020]實施例1
稱取100g昆明晉寧二街某磷肥廠堆存的磷石膏，其中硫酸鈣含量70%，加入配制好的500毫升溶解液中，溶解液含31%濃度的鹽酸150g、3%濃度的雙氧水10ml，自來水340ml，溶解液加熱溫度為60°C，PH值為0.2，礦漿電位為MV150，以30次/min的速度攪拌lOmin，加入3g氧化鎂，再攪拌5min抽濾得液體380ml，干燥后的硅渣等雜質30g，液體靜置自然冷卻3h，過濾得硫酸鈣晶須56g ;經檢測:二水硫酸鈣含量大于95%，56g石膏晶須經用100ml含量Ca(0H)2:水=1:10的溶液噴淋洗滌改性，制得所需產品，白度大于90%，晶須直徑300—500um，長度 2000—5000um。
[0021]實施例2
稱取100g玉溪市江川某磷肥廠的磷石膏，其中硫酸鈣含量68%，加入配制好的500ml溶解液中，溶解液含31%濃度的鹽酸140g、3%濃度的雙氧水10ml、硫酸銨20g、自來水340ml，加熱溫度為100°C，PH值為0.25，礦漿電位為MV180，以30次/min的速度攪拌lOmin，加入3g硫酸鎂，再攪拌5min，抽濾得液體360ml，干燥后硅渣等雜質30g，液體強制冷卻到10°C，耗時30min，過濾得硫酸鈣晶須59g，經檢測:二水硫酸鈣含量大于95%，59g石膏晶須經用100ml含量為Na20:Na2S04:水=1:0.5:10的混合溶液噴淋洗滌改性，制得所需產品，白度大于 90%，晶須直徑 200— 500um，長度 1500— 5000um。
[0022]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，包含以下步驟: 1)配制用于溶解磷石膏的溶解液； 2)將磷石膏按比例投入到加熱后的溶解液中，在常壓下攪拌使其溶解，得到混合液； 3)按照需求量加入結晶促進劑使其與混合液融合； 4)通過沉降和過濾分離不溶物； 5)冷卻，結晶出硫酸I丐晶須； 6)將分離硫酸鈣晶須后的混合液調節PH值，再次作為溶解液循環使用； 7)分離出的硫酸鈣晶須噴淋改性溶劑，實現物相改性，提高硫酸鈣晶須的留著率。2.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟I中的溶解液由以下重量份的物質組成:濃度為8%—45%的鹽酸30 — 85份、濃度95%的硫酸銨5 —15份、濃度5%的雙氧水2 —10份，溶解液的濃度為10% — 40%，PH值為0.2—6ο3.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟I中磷石膏為云南部分磷化工企業排放的高硅，含氟的各類磷石膏。4.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟2中磷石膏與溶解液的固液比為1:5-1:8，溶解液的加熱溫度為50-120°C，混溶反應時間為3-30min，混溶后所得混合液PH值為2_8。5.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟3中的結晶促進劑為鎂鹽類溶劑。6.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟7中的改性溶劑為強堿溶液，包括Ca (OH) 2溶液、Na 2S04溶液和Na 20溶液。7.根據權利要求1所述的磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，其特征在于，所述步驟6中用來調節混合液PH值的酸為鹽酸或硫酸，用來調節混合液PH值的堿為Na2O或NH3-H2O,調節后得到PH值為0.2—6的溶解液。
【專利摘要】本發明公開了一種磷石膏常壓下循環溶解法制取造紙用石膏晶須的方法，在常壓下，用循環溶解液溶解分離磷石膏中的SIO2、GaO、FeO等元素，來制備優質的硫酸鈣晶須；通過在設定溶解液PH值的情況下，低溫、常壓分離變質的溶解液，加入結晶促進劑，沉淀結晶，改性制出優質的、能部分替代紙漿的硫酸鈣晶須；本發明制作成本低，經濟實惠，能綜合利用工業廢物磷石膏，本發明所制備的硫酸鈣晶須，結晶充分、晶體適中、白度高、耐高溫、產品纖細，是造紙及橡膠、塑料、摩擦片建材、墻體涂料等制品的最佳添加物，具有廣泛的用途及市場前景。
【IPC分類】C30B29/62, C30B29/46, C30B7/14
【公開號】CN105332058
【申請號】CN201510748188
【發明人】蘇兆祥, 褚英豪, 榮少友, 魏忠雄, 顏克軒
【申請人】云南力達一礦物技術有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月6日