有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法技術

本發明專利技術公開了一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，包括：步驟a：向原料中加入堿液洗滌，令其分相，下層為混合物A，上層為混合物B；步驟b：對混合物A進行過濾，分離出二氧化硅并回收到堿液；步驟c:向混合物B中加入有機溶劑進行萃取并進行過濾，分離出固相D并回收得到含萃取劑和有機溶劑的混合液C；其中，原料中含有萃取劑、有機質和二氧化硅。本申請的技術方案不僅可以回收殘渣中夾帶的萃取劑，還可以富集其中二氧化硅，且經處理后得到的殘渣的熱值也有所提高，有利于磷石膏凈化殘渣的綜合利用。

Treatment of residue after phosphogypsum purification by organic solvent extraction

The invention discloses a method for treating residue after purifying phosphogypsum by organic solvent extraction, including: step a: adding alkali liquid to the raw material, separating the mixture from the mixture, the lower layer is the mixture A, the upper layer is the mixture B; step B: filtering the mixture A, separating the silica from the alkali solution, and step c: to the mixture B. The organic solvent is added to the extraction and filtration, the solid phase D is separated and the mixture C containing the extractant and the organic solvent is recovered, in which the extractants, organic matter and silica are contained in the raw materials. The technical scheme of this application can not only recover the extractant in the residue, but also enrich the silica, and the heat value of the residue obtained after treatment is also improved, which is beneficial to the comprehensive utilization of the phosphogypsum purification residue.

【技術實現步驟摘要】
有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法
本專利技術涉及磷石膏凈化領域，具體涉及有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法。
技術介紹
近年來，我國建材行業發展迅速，同時伴隨3D打印技術的發展，對石膏的需求量越來越大，隨著高品位石膏資源的不斷開發，其儲量逐漸減少，將難以滿足市場需求，由此，工業副產的磷石膏受到越來越多的關注。但工業副產的磷石膏呈現黑灰色，呈酸性，pH值一般在4.5以下，且含有磷、鐵、鎂、鋁、氟、硅、有機質、重金屬等雜質，導致其利用率低于10%。針對如何有效凈化利用的問題越來越受到重視。結合文獻報道，目前，磷石膏凈化方法主要有水洗、浮選、中和、煅燒以及有機溶劑萃取凈化等方法。前四種方法不僅易造成二次污染，而且凈化磷石膏不徹底，不能滿足其作為建材以及3D打印的原料使用。溶劑萃取凈化法是將磷石膏與硫酸再次反應，分解磷石膏中未反應的磷礦及其他無機雜質，然后通過有機溶劑富集磷石膏中的有機雜質和部分難溶性無機雜質，實現磷石膏的深度凈化，可代替天然石膏作為建材和3D打印原料，為磷石膏的凈化利用找到了有效途徑，徹底解決了磷化工生產企業的困境。因此，溶劑萃取磷石膏技術具有明顯的優勢。中科院以及中化化肥已有相關的技術報道，公開號為CN105859167A和CN106044828A的文件均已經公布了溶劑萃取凈化磷石膏的工藝流程，其使用的萃取劑包括液體石蠟、油酸、二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯、汽油、苯、正辛醇、甲基異丁基酮等。但針對凈化后的殘渣，前者說明了凈化殘渣中含有有價物質但并無處理利用的方式，后者只對殘渣做了簡單的燃燒處理。目前，現有技術中尚未有針對溶劑萃取凈化磷石膏殘渣的合理有效利用方法。據統計，每凈化1噸磷石膏，產生50~70kg殘渣，殘渣中夾帶5~10%的萃取劑，如果不處理或者簡單燃燒處理將造成萃取劑損失2.5~7kg/t磷石膏，若按照萃取劑2萬元/t計算，單就凈化殘渣部分將損失50~140元/t磷石膏，使得凈化磷石膏過程的成本大大增加；同時，殘渣中含有大量的SiO2，不易燃燒且會降低殘渣的燃燒熱值。由此可見，若將殘渣不作處理，直接廢棄會造成萃取劑的極大浪費，而將殘渣作簡單燃燒處理也難以取得良好的效果。因此，針對上述技術問題，本專利技術提供的一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，其是對溶劑萃取凈化磷石膏技術的有效補充與完善，能有效降低溶劑萃取凈化磷石膏的成本，也是該技術真正實現工業化應用至關重要的組成部分。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，解決現有技術用溶劑萃取凈化磷石膏得到的殘渣，直接丟棄或直接燃燒對環境污染嚴重且造成資源浪費的問題。為解決上述的技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，包括：步驟a：向原料中加入堿液洗滌，令其分相，下層為混合物A，上層為混合物B；步驟b：對混合物A進行過濾，分離出二氧化硅并回收得到堿液；步驟c:向混合物B中加入有機溶劑進行萃取并進行過濾，分離出固相D并回收得到含萃取劑和有機溶劑的混合液C；其中，原料為溶劑萃取凈化磷石膏后得到的殘渣，其中含有萃取劑、有機質和二氧化硅。作為優選的，所述萃取劑為液體石蠟、油酸、二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯、汽油、苯、正辛醇、甲基異丁基酮中的一種或幾種。作為優選的，所述堿液與原料的質量比為1:0.2~0.8，洗滌溫度為20~80℃，攪拌時間為5~60min。溶劑萃取法凈化磷石膏需先將磷石膏與硫酸反應，分解磷石膏中未反應的磷礦及其他無機雜質，而在磷石膏的酸浸取過程中，硫酸將磷石膏中原本無活性的SiO2活化，再經萃取劑萃取時SiO2被大量富集于凈化殘渣中，通過堿液洗滌，可破壞SiO2與萃取劑的連接，使SiO2與水相一起與有機相分離，從而有利于萃取劑的回收，并提高有機質殘渣的燃燒熱值。作為優選的，所述堿液的pH為8~14。作為優選的，所述堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀及碳酸氫鉀中的一種或幾種的水溶液。作為優選的，步驟b中分離出的二氧化硅和回收到的部分堿液用于濕法磷酸凈化脫氟工段作為脫氟劑使用。脫氟劑的用量是本領域技術人員根據濕法磷酸氟含量及脫氟的實際效果確定，無特別的限制。作為優選的，步驟b中分離出的堿液返回步驟a中洗滌原料。作為優選的，所述有機溶劑為乙醇、煤油、丙酮、甲醇、丁醇、環己烷中的一種或幾種。作為優選的，所述步驟c中有機溶劑的用量為混合物B質量的1~10倍。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術提出的方法，首先選擇低濃度堿液洗滌殘渣，使得有機相吸附的無機雜質和有機相分離，然后直接經過分相實現堿液、SiO2和有機相、有機雜質的分離。堿液和SiO2可經過濾直接分離，堿液返回循環使用；上層的有機相和有機雜質通過輕質有機溶劑洗滌，過濾后有效回收了價格高昂的萃取劑，分離出炭黑等有機雜質，然后將其燃燒。本專利技術不僅有效回收了凈化殘渣中夾帶的萃取劑，減少了萃取劑損失，大幅度降低了溶劑萃取法凈化磷石膏的成本，也分離并利用了殘渣中被活化的SiO2，提高了余下有機殘渣的燃燒熱值，實現了有價物質的高效合理利用，進一步完善了溶劑萃取凈化磷石膏的工藝技術。附圖說明圖1為本專利技術的工藝流程圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1：本實施例中所選用的凈化殘渣來自于實驗室溶劑萃取凈化磷石膏后獲得殘渣。殘渣中SiO2含量為74.56%，金屬氧化物總含量為1.24%，CaO含量為1.0%（凈化殘渣中含有極少量的硫酸鈣未完全分離所致），余下組分為萃取劑磷酸三丁酯等和有機雜質。具體實施過程如下：（1）配置150gpH值為14的碳酸鉀溶液備用；（2）向（1）的溶液中加入凈化殘渣，其中凈化殘渣與碳酸鉀溶液的質量比為0.8：1，于80℃條件下攪拌5min；（3）將（2）得到的混合相分相，下層為堿液和二氧化硅的混合物，上層為萃取劑和有機雜質；（4）將（3）的下層混合物過濾，分別得到碳酸鉀溶液及二氧化硅，部分碳酸鉀溶液返回（1）循環使用，部分碳酸鉀溶液與二氧化硅直接用作脫氟劑；（5）將（3）的上層部分以環己烷洗滌，環己烷與上層部分的質量比為1:1，洗滌后經過濾分離，固相有機殘渣去燃燒，液相部分返回磷石膏凈化階段進行溶劑萃取，部分循環使用，對（3）的上層進行洗滌；通過上述實施步驟后，回收分離后的SiO2，回收率接近85%，對余下殘渣進行分析后發現有91.5%的萃取劑被回收利用，殘渣中殘留的有價物質少，二氧化硅少，燃燒熱值得到明顯提高。實施例2：本實施例中所選用的凈化殘渣來自于實驗室溶劑萃取凈化磷石膏后獲得殘渣。殘渣中SiO2含量為74.56%，金屬氧化物總含量為1.24%，CaO含量為1.0%（凈化殘渣中含有極少量的硫酸鈣未完全分離所致），余下組分為萃取劑磷酸三丁酯等和有機雜質。具體實施過程如下：（1）配置300gpH值為8的氫氧化鈉溶液備用；（2）向（1）的溶液中加入凈化殘渣，其中凈化殘渣與碳酸鉀溶液的質量比為0.2：1，于20℃條件下攪拌60min；（3）將（2）得到的混合相分相，下層為氫氧化鈉和二氧化硅的混合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，其特征在于，包括：步驟a：向原料中加入堿液洗滌，令其分相，下層為混合物A，上層為混合物B；步驟b：對混合物A進行過濾，分離出二氧化硅并回收堿液；步驟c:向混合物B中加入有機溶劑進行萃取并進行過濾，分離出固相D并回收得到含萃取劑和有機溶劑的混合液C；其中，原料為溶劑萃取凈化磷石膏后得到的殘渣，其中含有萃取劑、有機質和二氧化硅。

【技術特征摘要】
1.一種有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，其特征在于，包括：步驟a：向原料中加入堿液洗滌，令其分相，下層為混合物A，上層為混合物B；步驟b：對混合物A進行過濾，分離出二氧化硅并回收堿液；步驟c:向混合物B中加入有機溶劑進行萃取并進行過濾，分離出固相D并回收得到含萃取劑和有機溶劑的混合液C；其中，原料為溶劑萃取凈化磷石膏后得到的殘渣，其中含有萃取劑、有機質和二氧化硅。2.根據權利要求1所述的有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，其特征在于，所述萃取劑為液體石蠟、油酸、二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯、汽油、苯、正辛醇、甲基異丁基酮中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的有機溶劑萃取凈化磷石膏后殘渣的處理方法，其特征在于，所述堿液與原料的質量比為1:0.2~0.8，洗滌溫度為20~80℃，攪拌時間為5~60min。4.根據權利要求1所述的有機溶劑萃取凈化磷...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳世琴，盛勇，周佩，付全軍，
申請(專利權)人：中化化肥有限公司成都研發中心，
類型：發明
國別省市：四川,51