[发明专利]一种脱硫石膏脱色提纯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在常压盐溶液中使脱硫石膏脱色获得较高白度石膏的方法。

技术背景

由于我国煤炭资源较为丰富而石油和天然气资源相对匮乏，因此煤炭成为我国主要的能源来源。煤炭中硫含量较高，燃烧过程中产生大量二氧化硫。由于环境保护的重要性，我国80%以上的燃煤电厂都采用的湿法脱硫装置对烟气脱硫，湿法烟气脱硫技术产生大量脱硫副产物即脱硫石膏。我国年产工业副产脱硫石膏约4300万吨，综合利用率约为50%。脱硫石膏的大量堆积不仅占用大量土地和厂房，而且会形成二次污染，已造成严重的环境生态问题和经济负担。2011年2月工信部发布“关于工业副产石膏综合利用的指导意见”，意见要求到2015年脱硫石膏综合利用率将达到80%，限制天然石膏矿开采鼓励工业副产石膏高附加值利用，研究脱硫石膏资源化利用已是当务之急。

脱硫石膏中的硫酸钙含量在70%以上，是很好的石膏资源。但是烟气脱硫石膏往往含有较多烟气中的粉尘杂质，主要是粉煤灰、二氧化硅和含铁化合物，因而其白度较低。脱硫石膏中的杂质降低了石膏的水化性能和白度，严重影响了脱离石膏的应用范围。脱硫石膏具有巨大应用潜力，可在建材领域生产熟石膏、纸面板石膏、石膏砌块、石膏空心板、粉刷石膏、水凝缓释剂等；农业方面可用于生产化肥和碱土改良等；处理后的脱硫石膏还可用于生产高强半水石膏、硫酸钙晶须等具有高附加值产品。

目前对脱硫石膏的提纯，在美国专利USP5215672和USP5500197中，分别采用了多级水力旋流器工艺和细颗粒多级分离工艺进行石膏浆液的提纯，完全是物理手段提纯，但由于石膏中的杂质部分还存在于硫酸钙颗粒内部，该方法提纯得到的石膏产品品质较低。在专利CN101870494A中，采用化学方法对脱离石膏进行提纯，主要步骤是：酸洗后加热，趁热固液分离除去杂质，将液相于较低温度下重结晶，再固液分离，将滤饼水洗烘干得到产品。但是该工艺单位体积母液的石膏产量较低，且溶解过程时间较长，比较耗能。因此，为了实现脱硫石膏的资源化利用急需一种能耗低、产品白度高的脱硫石膏提纯、脱色工艺。本发明所用的脱硫石膏原料的基本性质如下：

发明内容

本发明的目的是更高效的提高脱硫石膏的白度和纯度，以便扩展其应用领域。本发明利用CaSO₄·2H₂O在100℃时可以转化为颗粒细小的CaSO₄·0.5H₂O而在常温下CaSO₄·0.5H₂O又可以转化为颗粒粗大CaSO₄·2H₂O的特性将原有的CaSO₄·2H₂O晶体破坏使存在于晶体内部的杂质暴露出来进而可以利用普通的物理方法分离杂质。有色杂质分离后就能达到脱硫石膏的脱色和提纯的目的。从而解决大量脱硫石膏堆积造成二次污染和经济负担的问题。

本发明的技术方案为：

一种脱硫石膏脱色提纯的方法，包括以下步骤：

（1）.原料水洗：

a.按照质量比脱硫石膏:水=1～3:10，一起放置于容器中，搅拌30～90min，然后静置1～3min，使其分层；

b.将a中分层后的上部的悬浊液倒入深度为25～50mm的盘形容器中，静置1～3min，使其分层；a中分层后的下层丢弃；

c.将b中分层后的上层（悬浊液）缓慢倒出，盘形容器中剩余的下层就是较为纯净的中层石膏；

d.将c步倒出的悬浊液进行固液分离，除去悬浮物，得到的水可作为下一循环中a步继续使用；

（2）.晶体转换：

a.按照体积比为：浓盐酸:溶剂=1:7.5～12.5，质量比为CaCl₂=中层石膏（以干基计，即除去自由水后的质量）=1:1.75～15，每7～15g中层石膏加浓盐酸8～12ml，配制反应浆液，并将浆液加热到90～100℃反应1～5h；

b.将a所得浆液在10℃～40℃下恒温静置8h；

c.将b中所得浆液取出并搅拌，然后静置待浆液分层成固体和悬浊液两相后，将悬浊液倒出；过滤掉悬浊液中的悬浮杂质得到溶液，溶液再与固体混合形成浆液；

d.重复c操作5～7次，最后得到白色的固体物质和母液；

（3）产品洗涤：将（2）步得到的产物用蒸馏水洗涤3～5次；

（4）干燥：将（3）步的到的产物在45℃±1℃下烘干8～10h即可得到最终产品。