[发明专利]一种利用浮选技术从工业石膏中提取氟元素的方法

说明书

本发明公开了一种利用浮选技术从工业石膏中提取氟元素的方法，包括以下步骤：向水中加入超细化磷石膏或氟石膏颗粒，搅拌均匀后调节pH值，然后加入捕收剂和抑制剂，调节温度搅拌进行反应、冷却、倾滤；上层下层分别抽滤，用热的去离子水洗涤干净，烘干，上层得到固体A，下层得到固体B；固体B再次经过上述步骤浮选至少两次，两次浮选后上层得到的固体与固体A合并，得到富含氟硅酸盐、氟化钙、氟磷酸钙和其他金属盐类的混合粉体，利用现有提取氟的技术，从上述混合粉体中提取氟元素。本发明提供的利用浮选技术从工业石膏中提取氟元素的方法，通过线性‑树枝状多羧酸型化合物为捕收剂的复配浮选技术，从工业石膏中提取氟元素。

技术领域

本发明属于环境保护与资源综合利用技术领域，涉及一种利用浮选技术从工业石膏中提 取氟元素的方法。

背景技术

工业石膏主要包括磷石膏、氟石膏和脱硫石膏。磷石膏是磷肥、磷酸生产时排放出的固 体废弃物。生产1t磷酸约产生4.5～5t磷石膏。近年来，随着磷肥业的发展，磷石膏排放量日 益增大。我国每年磷石膏的排放量超过1000万吨，而其利用率却很低，磷石膏占用了大量土 地，污染环境，给生产企业带来很大的负担，磷石膏的资源化利用已成为磷肥行业实现可持 续发展的关键。磷石膏主要由CaSO₄·2H₂O构成，是一种重要的再生石膏资源。磷石膏含 有磷、氟等杂质，结构与天然石膏不同，因此，必须进行预处理后才能用于石膏建材的生产。 目前，国内对磷石膏的应用进行了大量的研究，取得了一定的成果，磷石膏在建材、农业、 化工等行业都得到了再利用。

磷石膏的主要化学成分为CaO和SO₃，同时含有P₂O₅、F、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、有机物 等杂质及少量铀、镭、镉、铅、铜等元素。磷石膏主要以针状晶体、板状晶体、密实晶体、 多晶核晶体等四种结晶形式存在。磷石膏胶结体的性能与天然石膏相比有较大差异，主要表 现为凝结时间长、强度较低。不同生产企业、不同批次的磷石膏的化学组成都略有不同，这 主要与磷酸生产工艺条件的控制及磷矿石的品种有关。我国磷酸生产以湿法生产为主，通过 硫酸分解磷矿石生成萃取料浆，然后过滤洗涤制得磷酸，过滤洗涤过程中同时产生磷石膏。其反应式为：

Ca₅(PO₄)F+5H₂SO₄+10H₂O→3H₃PO₄+5CaSO₄·2H₂O+HF

在磷酸生产过程中，部分磷矿石未分解、磷石膏洗涤过滤过程不完全，生产过程中添加 的添加剂是磷石膏中含有磷、氟等多种杂质，这些杂质影响了磷石膏的性能，使其不能直接 应用于石膏建材的生产，制约了磷石膏的使用。磷石膏中的氟来源于磷矿石，磷矿石经硫酸 分解，磷矿石中的氟有20～40％夹杂在磷石膏中，以可溶氟NaF和难溶氟CaF₂、Na₂SiF₆多种 形式存在。影响磷石膏性能的是可溶氟，可溶氟有促凝作用，当其含量超过0.3％时，会显著 降低磷石膏的强度，可通过水洗工艺消除可溶氟。磷石膏中的氟还对环境造成危害，有研究 表明，新产出磷石膏的浸出液中氟的含量高于国家标准要求的最高允许值，属于危险废物。 在堆场中存放一段时间后，一部分氟会因降雨淋溶而流失，一部分氟与磷石膏中的Ca²⁺形成 稳定的氟化钙，从而使磷石膏中的可溶氟含量降低，此时磷石膏属于非危险废物。随降雨淋 溶而流失的氟会渗入堆场周围的水体中，使水中氟浓度过高，造成环境污染。