磷石膏水洗壓濾工藝技術應用

劉顯波，陳國兵

（1.甕福紫金化工股份有限公司，福建 上杭 364204；2.江蘇新宏大集團有限公司，江蘇 興化 225721）

0 簡述

磷石膏是濕法磷酸生產中的固體廢棄物，其主要成分為二水硫酸鈣（CaSO4· 2H2O），并含有酸不溶物、未分解的磷礦及其所含的雜質、未洗凈的水溶 P2O5、少量取代了 CaSO4· 2H2O 的 CaHPO4和少量氟硅酸鹽等。如果處理不當將會污染環境，特別是會對水質造成污染。

磷石膏產生量主要取決于磷礦中CaO和酸不溶物含量。每生產產品（以P2O5計）1 t 要排出磷石膏（干基）4.5～5.5 t。要堆存如此大量的廢渣對工廠是一個很大的難題。

我國是世界上第一大磷肥生產國，也是副產磷石膏量最大的國家。我國磷石膏每年的排放量在5 000萬t以上，且利用率不高，未利用的磷石膏基本上采用堆存的方式處理，對環境造成了威脅。因此，無論從環境保護、經濟效益，還是從資源合理利用方面來看，磷石膏都是一個亟待解決的重要問題。從目前情況來看，磷石膏的資源化利用是根治磷石膏污染的最佳出路。

目前我國磷石膏在工業上主要用于制造建筑石膏粉、石膏板、水泥緩凝劑等，但是由于磷石膏中所含的可溶性P2O5與氟鹽量不穩定，給磷石膏的綜合利用帶來諸多不便，從而導致磷石膏的利用率不理想。

1 磷石膏水洗壓濾工藝技術特點

甕福紫金化工股份有限公司引進由江蘇新宏大集團有限公司設計的磷石膏水洗壓濾工藝技術。該凈化流程新工藝具有工藝上先進、操作上可靠、經濟上合理、單線規模原則上不受限制等特點，水洗凈化后的磷石膏符合GB/T 23456—2018《磷石膏》標準的相關要求（見表1），滿足建筑石膏粉、石膏板、水泥緩凝劑等對生產原料磷石膏的要求。

磷石膏水洗壓濾工藝采用立式全自動壓濾機，工藝分為加料、過濾、擠壓、洗滌、再擠壓、風干和排渣。

一般把壓濾機脫水稱為非熱力學脫水，該工藝是將磷石膏用水再漿，然后用立式全自動壓濾機進行壓榨，通過自動化系統精確控制，保證磷石膏脫水后的w（游離水）在10%左右。濾液部分循環使用，部分送到過濾機作為洗水使用。磷石膏通過再漿，使可溶性P2O5和F 進入液相，因此磷石膏得到凈化，提高磷的利用率、拓寬了磷石膏的使用市場。

表1 GB/T 23456—2018《磷石膏》標準要求

磷石膏用非熱力學脫水技術脫水與熱力學脫水技術相比，有如下優點：

①非熱力學脫水技術可節省烘干煤，每噸熟料可節省烘干煤180 kg；

②可回收磷石膏中的P2O5，磷的回收率提高1%；

③非熱力學脫水技術回收P2O5和F后，使磷石膏的質量得以提高，有利于提高磷石膏制水泥的燒成料質量與生產控制；

④非熱力學脫水石膏可用于進一步煅燒脫水制半水石膏粉，用于加工成建材石膏板。

2 磷石膏水洗壓濾工藝流程簡述

由磷酸過濾工序過來的磷石膏經石膏皮帶輸送機送入石膏貯斗，從貯斗底部放到電子皮帶秤并計量后進入再漿槽，按比例加入工藝水，在再漿槽攪拌機的作用下，將水和磷石膏充分混合均勻，混合后的石膏料漿經泵送入過渡槽，用變頻調速料漿泵送入壓濾機壓濾。

石膏料漿在壓濾機的作用下被固液分離。固體部分（干石膏）被排入壓濾石膏皮帶輸送機，轉入干石膏皮帶輸送機送去磷石膏堆場，可作為水泥添加劑、石膏磚、石膏粉的原料；壓濾濾液經泵被送入濾液貯槽暫時貯存，可用氨水對濾液進行中和，中和水經泵送去球磨工序作為磨礦用水，可實現無污水排放。

3 磷石膏凈化主要指標

該工藝在甕福紫金化工有限公司磷石膏再漿凈化項目成功運行，主要工藝指標見表2。

表2 磷石膏再漿凈化項目主要指標

4 小結

江蘇新宏大集團有限公司自主研發的立式全自動壓濾機，已經成功用于磷酸濃密渣酸的液固分離、磷礦浮選尾礦的脫水，現在成功地用于磷石膏凈化，提高了磷石膏質量，有望使磷化工企業早日實現磷石膏利用率達100%，把磷石膏變廢為寶，減少磷石膏的堆存壓力。