本發明涉及一種羥基磷灰石渣制備α型高強石膏的方法。

背景技術：

羥基磷灰石渣，主要成分為Ca₅(PO₄)₃OH，為煉鋼廠的下游工業固體廢棄物，為了提高鋼鐵等金屬的防腐蝕性能，大部分工廠會在其表面進行磷化處理，進而最終會產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，未能得到很好的利用，不僅危害了環境，同時也浪費了資源。

技術實現要素：

針對上述現有技術的不足之處，本發明解決的問題為：提供一種利用羥基磷灰石渣制備α型高強石膏的方法，在有效處理廢渣的同時制備得到α型高強石膏，回收磷酸。

為解決上述問題，本發明采取的技術方案如下：

一種羥基磷灰石渣制備α型高強石膏的方法，步驟如下：

S1、制備二水硫酸鈣：將羥基磷灰石渣與硫酸進行攪拌混合反應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行固液分離，將磷酸進行回收，將二水硫酸鈣固體作為后續制備α型高強石膏的原料；

S3、水洗：將二水硫酸鈣固體經過去離子水清洗；

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

S5、成型：將反應完成的石膏漿液進行離心脫水、烘干、粉磨，得到α型高強石膏粉。

進一步，所述的步驟S1中羥基磷灰石渣和硫酸的質量比為1：1～1：5。

進一步，所述的步驟S1中攪拌速度為50～300r/min，反應溫度為20～50℃，反應時間為5～48h。

進一步，所述的步驟S4中二水硫酸鈣固體和水的質量比為1：1～1：5。

進一步，所述的步驟S4中轉晶劑占石膏漿液的濃度為0.5g/L～5g/L。

進一步，所述的步驟S4中水熱反應的溫度為100℃～150℃，保溫時間為1h～5h。

進一步，所述的步驟S4中水熱反應的攪拌槳葉轉速為50r/min～300r/min。

進一步，所述的步驟S5中烘干溫度為100～150℃；粉磨時間為2～15min。

本發明的有益效果

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

附圖說明

圖1為羥基磷灰石渣制備α型高強石膏的工藝流程圖。

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型高強石膏產品的礦物組成圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明內容作進一步詳細說明。

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

下表顯示羥基磷灰石渣的化學組成：

表1羥基磷灰石渣的化學組成/％

下表顯示制備得α型高強石膏的化學組成：

表2羥基磷灰石渣制備得α型高強石膏的化學組成/％

實施例1

將羥基磷灰石渣與硫酸按質量比1:1進行混合，攪拌速度為300r/min，反應溫度為50℃，反應時間為5h；將制得的二水石膏與水按質量比1:1混合進行制漿，加入3g/L的轉晶劑，混合均勻后置于密封的反應釜中加熱，設置溫度為130℃，保溫時間為2h，攪拌槳葉轉速為80r/min，干燥溫度為135℃，粉磨時間為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型高強石膏粉的基本性能

實施例2

將羥基磷灰石渣與硫酸按質量比1:2進行混合，攪拌速度為250r/min，反應溫度為45℃，反應時間為12h；將制得的二水石膏與水按質量比1:3混合進行制漿，加入2g/L的轉晶劑，混合均勻后置于密封的反應釜中加熱，設置溫度為135℃，保溫時間為1.5h，攪拌槳葉轉速為100r/min，干燥溫度為125℃，粉磨時間為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型高強石膏粉的基本性能

實施例3

將羥基磷灰石渣與硫酸按質量比1:3進行混合，攪拌速度為200r/min，反應溫度為40℃，反應時間為24h；將制得的二水石膏與水按質量比1:2混合進行制漿，加入4g/L的轉晶劑，混合均勻后置于密封的反應釜中加熱，設置溫度為125℃，保溫時間為3h，攪拌槳葉轉速為150r/min，干燥溫度為115℃，粉磨時間為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型高強石膏粉的基本性能

實施例4

將羥基磷灰石渣與硫酸按質量比1:4進行混合，攪拌速度為150r/min，反應溫度為30℃，反應時間為36h；將制得的二水石膏與水按質量比1:5混合進行制漿，加入5g/L的轉晶劑，混合均勻后置于密封的反應釜中加熱，設置溫度為145℃，保溫時間為1h，攪拌槳葉轉速為200r/min，干燥溫度為105℃，粉磨時間為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型高強石膏粉的基本性能

實施例5

將羥基磷灰石渣與硫酸按質量比1:5進行混合，攪拌速度為50r/min，反應溫度為25℃，反應時間為48h；將制得的二水石膏與水按質量比1:4混合進行制漿，加入1g/L的轉晶劑，混合均勻后置于密封的反應釜中加熱，設置溫度為105℃，保溫時間為5h，攪拌槳葉轉速為300r/min，干燥溫度為145℃，粉磨時間為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型高強石膏粉的基本性能

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。