一种含磷脱硫石膏再利用处理方法

技术领域

本发明涉及含磷脱硫石膏再利用领域，特别是一种含磷脱硫石膏再利用处理方法。

背景技术

由人类生活、生产制造、燃烧含硫的燃料而产生并排放到空气中的SO

我国的能源结构中，煤炭约占施用量的70％左右。且我国目前处于并将在相当长的一段时间内处于一个以煤炭为主要能源的时期，而且我国煤炭含硫量较高，这直接导致我国二氧化硫排放量居高不下。为此，为了降低二氧化硫的排放量，越来越多的燃煤电厂采用湿式石灰石—石膏法进行烟气脱硫，虽然二氧化硫的排放量得到了控制，但脱硫石膏的产量却随之剧增，截止到2018年，脱硫石膏的产量达到了75.1Mt。因此，如何提高脱硫石膏的利用率被提上了日程。截止到2018年，脱硫石膏的利用率也达到了75.4％，但还是有20％多的石膏得不到有效利用，大量的烟气脱硫石膏堆积如山，不仅占用了大量的土地，而且极易形成二次污染。

目前，国内对于脱硫石膏的主要有以下几种用途：(1)以脱硫石膏代替天然石膏作为水泥缓凝剂；(2)将脱硫石膏制备成建筑石膏及其制品；(3)利用脱硫石膏改良碱化土壤；(4)利用脱硫石膏生产化肥；(5)利用脱硫石膏制备高强石膏。但是脱硫石膏中含有很多杂质，颜色暗黄(参见附图1)，呈现无规则的颗粒状(参见附图2)，含磷石膏(参见附图3)使得脱硫石膏在再利用中不能很好地发挥其性能，限制了其作为工程原料的应用。为了更好的发展绿色经济，更大化的实现固废利用，实现可持续发展，同时也是为了改善生态环境，对含磷脱硫石膏进行处理，探索其再利用途径，使之变废为宝。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含磷脱硫石膏再利用处理方法，以解决上述技术背景中所提出的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种含磷脱硫石膏再利用处理方法，包括含磷脱硫石膏除杂方法和半水硫酸钙晶须制备方法；

其中所述含磷脱硫石膏除杂方法包括以下步骤：

S1、将含磷脱离石膏利用烘箱干燥后碾碎成粉末状,

S2、在烧杯中配置2.5-3mol/L的盐酸溶液100-120ml，放置到95-98℃的油浴锅中搅拌5min后加入10g含磷脱硫石膏，滴加0.9-1mol/L的硫酸钠溶液75-80ml，待烧杯中溶液升温至油浴锅温度后计时搅拌3-3.5h，反应结束后对溶液进行过滤，并将滤液放置在室温下冷却至析出二水硫酸钙晶须；

S3、将溶液再次过滤得到二水硫酸钙晶须，并将二水硫酸钙晶须放入60℃的烘箱中干燥4h，冷却后装入密封袋中。

所述半水硫酸钙晶须制备方法包括以下步骤：

(1)、取二水硫酸钙晶须2-3g、去离子水25-30ml、甘油25-40ml、L-谷氨酸0.015-0.025g以及氨基聚乙二醇羧基0.01-0.015g加入到三颈烧瓶中，放置到95℃的油浴锅中加热至95℃后，恒温搅拌9h；

(2)、将溶液过滤，并将滤渣放置在烘箱中60℃烘干，得到纯净的细针状的长径比介于80:1～120:1的半水硫酸钙晶须。

进一步的，所述含磷脱硫石膏为燃煤电厂利用石膏法进行烟气脱硫工艺所产生的含磷脱硫石膏。

本发明的有益效果是：

(1)与现有技术相比，本发明采用水热法制备二水硫酸钙晶须并进行过滤烘干，方法简单，很好地去除了含磷杂质，获得了纯净的二水硫酸钙晶须。

(2)在获得的二水硫酸钙晶须的基础上，在常压非酸的介质环境下获得了长径比介于80:1～120:1的半水硫酸钙晶须。

(3)本发明用于处理含磷脱硫石膏，可以提高含磷脱硫石膏的再利用率，有利于改善含磷脱硫石膏堆积造成的对环境的污染问题，促进绿色经济的发展，实现可持续发展。

附图说明

图1为本发明背景技术中含磷脱硫石膏原料实物图；

图2为本发明背景技术中含磷脱硫石膏原料的SEM图；

图3为本发明背景技术中含磷脱硫石膏原的XRD图；

图4为本发明实施例中去除杂质后的脱硫石膏实物图；

图5为本发明实施例中去除杂质的脱硫石膏的SEM图；

图6为本发明实施例中去除杂质的脱硫石膏的XRD图；

图7为本发明实施例中半水硫酸钙晶须的SEM图；

图8为本发明实施例中半水硫酸钙晶须的SEM图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

2.一种含磷脱硫石膏再利用处理方法，其特征在于，包括含磷脱硫石膏除杂方法和半水硫酸钙晶须制备方法；

所述含磷脱硫石膏除杂方法包括以下步骤：

S1、将含磷脱离石膏利用烘箱干燥后碾碎成粉末状,

S2、在烧杯中配置3mol/L的盐酸溶液100ml，放置到95℃的油浴锅中搅拌5min后加入10g含磷脱硫石膏，滴加0.9mol/L的硫酸钠溶液80ml，待烧杯中溶液升温至95℃后计时搅拌3h，反应结束后对溶液进行过滤，并将滤液放置在室温下冷却至析出二水硫酸钙晶须；

S3、将溶液再次过滤得到二水硫酸钙晶须，并将二水硫酸钙晶须放入60℃的烘箱中干燥4h，冷却后装入密封袋中。

参见附图4所示，经过处理后的脱硫石膏颜色纯白色，并且呈现均匀的窄的长薄片状(参见附图5)，XRD图谱分析(参见附图6)表明产品没有磷酸盐衍射峰，相比原料的衍射峰，处理后产品的衍射峰减少很多，杂质成分得到有效去除。与标准PDF卡片上的二水硫酸钙衍射峰类似，证明所制备出来的晶须是二水硫酸钙。

所述半水硫酸钙晶须制备方法包括以下步骤：

(1)、取二水硫酸钙晶须2g、去离子水25ml、甘油25ml、L-谷氨酸0.015g以及氨基聚乙二醇羧基0.01g加入到三颈烧瓶中，放置到95℃的油浴锅中加热至95℃后，恒温搅拌9h；

(2)、将溶液过滤，并将滤渣放置在烘箱中60℃烘干，参见附图7所示，得到纯净的细针状的长径比介于80:1～120:1的半水硫酸钙晶须。

具体的，参见附图8所示的半水硫酸钙晶须的SEM图，与标准PDF卡片上的半水硫酸钙衍射峰比对，证明所制备出来的晶须是长径比介于80:1～120:1的半水硫酸钙。

实施例二：

一种含磷脱硫石膏再利用处理方法，包括含磷脱硫石膏除杂方法和半水硫酸钙晶须制备方法；

其中所述含磷脱硫石膏除杂方法包括以下步骤：

S1、将含磷脱离石膏利用烘箱干燥后碾碎成粉末状,

S2、在烧杯中配置2.5mol/L的盐酸溶液120ml，放置到98℃的油浴锅中搅拌5min后加入10g含磷脱硫石膏，滴加1mol/L的硫酸钠溶液75ml，待烧杯中溶液升温至98℃后计时搅拌3.5h，反应结束后对溶液进行过滤，并将滤液放置在室温下冷却至析出二水硫酸钙晶须；

S3、将溶液再次过滤得到二水硫酸钙晶须，并将二水硫酸钙晶须放入60℃的烘箱中干燥4h，冷却后装入密封袋中。

所述半水硫酸钙晶须制备方法包括以下步骤：

(1)、取二水硫酸钙晶须3g、去离子水30ml、甘油40ml、L-谷氨酸0.025g以及氨基聚乙二醇羧基0.015g加入到三颈烧瓶中，放置到95℃的油浴锅中加热至95℃后，恒温搅拌9h；

(2)、将溶液过滤，并将滤渣放置在烘箱中60℃烘干，得到纯净的细针状的长径比介于80:1～120:1的半水硫酸钙晶须

需要对以上实施例将进一步说明的是，在上述实施例中，含磷脱硫石膏为燃煤电厂利用石膏法进行烟气脱硫工艺所产生的含磷脱硫石膏。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。