本發(fā)明涉及一種羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的方法。

背景技術(shù)：

羥基磷灰石渣，主要成分為Ca₅(PO₄)₃OH，為煉鋼廠的下游工業(yè)固體廢棄物，為了提高鋼鐵等金屬的防腐蝕性能，大部分工廠會(huì)在其表面進(jìn)行磷化處理，進(jìn)而最終會(huì)產(chǎn)生大量的羥基磷灰石渣，而目前該廢渣的處理手段極少，基本上處于堆存的狀態(tài)，未能得到很好的利用，不僅危害了環(huán)境，同時(shí)也浪費(fèi)了資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明解決的問題為：提供一種利用羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的方法，在有效處理廢渣的同時(shí)制備得到α型高強(qiáng)石膏，回收磷酸。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的方法，步驟如下：

S1、制備二水硫酸鈣：將羥基磷灰石渣與硫酸進(jìn)行攪拌混合反應(yīng)生成二水硫酸鈣和磷酸溶液；

S2、固液分離：將二水硫酸鈣固體和磷酸溶液進(jìn)行固液分離，將磷酸進(jìn)行回收，將二水硫酸鈣固體作為后續(xù)制備α型高強(qiáng)石膏的原料；

S3、水洗：將二水硫酸鈣固體經(jīng)過去離子水清洗；

S4、水熱反應(yīng)：將洗滌好的二水硫酸鈣固體與水混合制成石膏漿液，加入轉(zhuǎn)晶劑，然后一同置于密封的反應(yīng)釜中攪拌進(jìn)行水熱反應(yīng)；

S5、成型：將反應(yīng)完成的石膏漿液進(jìn)行離心脫水、烘干、粉磨，得到α型高強(qiáng)石膏粉。

進(jìn)一步，所述的步驟S1中羥基磷灰石渣和硫酸的質(zhì)量比為1：1～1：5。

進(jìn)一步，所述的步驟S1中攪拌速度為50～300r/min，反應(yīng)溫度為20～50℃，反應(yīng)時(shí)間為5～48h。

進(jìn)一步，所述的步驟S4中二水硫酸鈣固體和水的質(zhì)量比為1：1～1：5。

進(jìn)一步，所述的步驟S4中轉(zhuǎn)晶劑占石膏漿液的濃度為0.5g/L～5g/L。

進(jìn)一步，所述的步驟S4中水熱反應(yīng)的溫度為100℃～150℃，保溫時(shí)間為1h～5h。

進(jìn)一步，所述的步驟S4中水熱反應(yīng)的攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min。

進(jìn)一步，所述的步驟S5中烘干溫度為100～150℃；粉磨時(shí)間為2～15min。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明開辟了羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的先例，通過將羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏，變廢為寶，同時(shí)收集磷酸，回收的磷酸可以進(jìn)行下次的洗鋼用，如此循環(huán)下去，形成資源回收循環(huán)利用的良性循環(huán)，一舉多得。

附圖說明

圖1為羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的工藝流程圖。

圖2為羥基磷灰石渣的礦物組成示意圖。

圖3為羥基磷灰石渣制備得二水石膏的晶體形貌圖。

圖4為羥基磷灰石渣制備得α型半水石膏的晶體形貌圖。

圖5為羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏產(chǎn)品的礦物組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，一種羥基磷灰石渣制備α型高強(qiáng)石膏的方法，步驟如下：S1、制備二水硫酸鈣：將羥基磷灰石渣與硫酸進(jìn)行攪拌混合反應(yīng)生成二水硫酸鈣和磷酸溶液；羥基磷灰石渣和硫酸的質(zhì)量比為1：1～1：5；攪拌速度為50～300r/min，反應(yīng)溫度為20～50℃，反應(yīng)時(shí)間為5～48h，此處的硫酸為純硫酸。S2、固液分離：將二水硫酸鈣固體和磷酸溶液進(jìn)行固液分離，將磷酸進(jìn)行回收，將二水硫酸鈣固體作為后續(xù)制備α型高強(qiáng)石膏的原料。S3、水洗：將二水硫酸鈣固體經(jīng)過去離子水清洗。S4、水熱反應(yīng)：將洗滌好的二水硫酸鈣固體與水混合制成石膏漿液，加入轉(zhuǎn)晶劑，然后一同置于密封的反應(yīng)釜中攪拌進(jìn)行水熱反應(yīng)，控制二水硫酸鈣固體和水的質(zhì)量比為1：1～1：5。轉(zhuǎn)晶劑占石膏漿液的濃度為0.5g/L～5g/L，反應(yīng)的溫度為100℃～150℃，保溫時(shí)間為1h～5h，水熱反應(yīng)的攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min。S5、成型：將反應(yīng)完成的石膏漿液進(jìn)行離心脫水、烘干、粉磨，得到α型高強(qiáng)石膏粉，烘干溫度為100～150℃，粉磨時(shí)間為2～15min。以下實(shí)施例具體的實(shí)施例。

下表顯示羥基磷灰石渣的化學(xué)組成：

表1羥基磷灰石渣的化學(xué)組成/％

下表顯示制備得α型高強(qiáng)石膏的化學(xué)組成：

表2羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏的化學(xué)組成/％

實(shí)施例1

將羥基磷灰石渣與硫酸按質(zhì)量比1:1進(jìn)行混合，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時(shí)間為5h；將制得的二水石膏與水按質(zhì)量比1:1混合進(jìn)行制漿，加入3g/L的轉(zhuǎn)晶劑，混合均勻后置于密封的反應(yīng)釜中加熱，設(shè)置溫度為130℃，保溫時(shí)間為2h，攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為80r/min，干燥溫度為135℃，粉磨時(shí)間為3min。其基本物理性能如表3所示。

表3羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏粉的基本性能

實(shí)施例2

將羥基磷灰石渣與硫酸按質(zhì)量比1:2進(jìn)行混合，攪拌速度為250r/min，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為12h；將制得的二水石膏與水按質(zhì)量比1:3混合進(jìn)行制漿，加入2g/L的轉(zhuǎn)晶劑，混合均勻后置于密封的反應(yīng)釜中加熱，設(shè)置溫度為135℃，保溫時(shí)間為1.5h，攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為100r/min，干燥溫度為125℃，粉磨時(shí)間為2min。其基本物理性能如表4所示。

表4羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏粉的基本性能

實(shí)施例3

將羥基磷灰石渣與硫酸按質(zhì)量比1:3進(jìn)行混合，攪拌速度為200r/min，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為24h；將制得的二水石膏與水按質(zhì)量比1:2混合進(jìn)行制漿，加入4g/L的轉(zhuǎn)晶劑，混合均勻后置于密封的反應(yīng)釜中加熱，設(shè)置溫度為125℃，保溫時(shí)間為3h，攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為150r/min，干燥溫度為115℃，粉磨時(shí)間為5min。其基本物理性能如表5所示。

表5羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏粉的基本性能

實(shí)施例4

將羥基磷灰石渣與硫酸按質(zhì)量比1:4進(jìn)行混合，攪拌速度為150r/min，反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時(shí)間為36h；將制得的二水石膏與水按質(zhì)量比1:5混合進(jìn)行制漿，加入5g/L的轉(zhuǎn)晶劑，混合均勻后置于密封的反應(yīng)釜中加熱，設(shè)置溫度為145℃，保溫時(shí)間為1h，攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為200r/min，干燥溫度為105℃，粉磨時(shí)間為10min。其基本物理性能如表6所示。

表6羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏粉的基本性能

實(shí)施例5

將羥基磷灰石渣與硫酸按質(zhì)量比1:5進(jìn)行混合，攪拌速度為50r/min，反應(yīng)溫度為25℃，反應(yīng)時(shí)間為48h；將制得的二水石膏與水按質(zhì)量比1:4混合進(jìn)行制漿，加入1g/L的轉(zhuǎn)晶劑，混合均勻后置于密封的反應(yīng)釜中加熱，設(shè)置溫度為105℃，保溫時(shí)間為5h，攪拌槳葉轉(zhuǎn)速為300r/min，干燥溫度為145℃，粉磨時(shí)間為15min。其基本物理性能如表7所示。

表7羥基磷灰石渣制備得α型高強(qiáng)石膏粉的基本性能

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。