论文部分内容阅读
磷石膏是湿法生产磷酸产生的工业废渣,据统计,每生产1吨磷酸就要生产磷石膏湿基约7吨。到2006年,我国堆积的磷石膏已经达1亿吨,而且这个数值还在逐年增长。目前我国磷石膏利用率不足10%,大量的磷石膏被堆放于露天堆场,不仅占用土地资源,造成环境污染,也造成资源浪费。如何有效地利用磷石膏,使之变废为宝成为一个社会问题,也成为众多科学研究者感兴趣的研究课题。利用化学分析法和X-射线衍射对磷石膏的主要化学成分进行分析、利用电子扫描电镜观察磷石膏的晶体形貌,利用差热分析仪初步确定磷石膏发生相变的脱水温度。这些研究成果表明磷石膏中含有大量的CaO、S03、Si02、A12O3、Fe2O3和一定量的硅酸盐矿物,这些都是硅酸盐工业的重要的原料。同时磷石膏中还含有2%左右的P2O5。若磷石膏通过合理的工艺将其中的可溶P2O5含量降低到0.1%以下,总P2O5含量降低0.5%以下,再进行脱硫,使磷石膏中硫含量降低到1%,磷石膏将有可能被大量运用于水泥生产等方面从而被大量的消化。本论文以磷石膏为研究对象,结合现有磷石膏脱磷方法,通过实验建立了一条简便经济的脱磷方法,在实验研究成果的基础上,提出了脱磷的工艺流程,脱磷工艺流程思路为：选用硫酸浸取磷石膏后再进行三次循环水洗涤,研究内容为：H2SO4浓度、温度、时间及液固比等因素对磷石膏中不溶P2O5含量的影响,通过单因素分析和正交试验设计,得出浸取工艺优化参数为：H2SO4浓度35%：反应温度60℃；液固比3：1,反应时间为4.5h。水洗工艺优化参数为：脱磷温度40口、液固比3：1、脱磷时间为25min。采用该工艺及其优化参数,磷石膏中可溶性P2O5含量可以降到0.1%以下,总P2O5含量可以降到0.2%。本文利用脱磷后的磷石膏制备硫化钙,并碳酸化制备硫化氢,由磷石膏制备硫化钙的转化率为97%,由硫化钙碳酸化制备硫化氢的转化效率为98%以上,有效地利用了磷石膏废渣中的硫。用单因素法和正交法,找到制备硫化氢的优化参数为：反应温度为室温(25±5□),CO2气速／个110±10、液固比3：1、反应时间为3h。在该工艺条件下,磷石膏中硫含量可以降到1%以下,从而满足水泥生产的要求使其有可能成为为一种可被大量再利用原料。本研究对磷酸生产工艺也起到了一定的发展和补充作用。