磷石膏水洗压滤工艺技术应用

刘显波，陈国兵

（1.瓮福紫金化工股份有限公司，福建 上杭 364204；2.江苏新宏大集团有限公司，江苏 兴化 225721）

0 简述

磷石膏是湿法磷酸生产中的固体废弃物，其主要成分为二水硫酸钙（CaSO4· 2H2O），并含有酸不溶物、未分解的磷矿及其所含的杂质、未洗净的水溶 P2O5、少量取代了 CaSO4· 2H2O 的 CaHPO4和少量氟硅酸盐等。如果处理不当将会污染环境，特别是会对水质造成污染。

磷石膏产生量主要取决于磷矿中CaO和酸不溶物含量。每生产产品（以P2O5计）1 t 要排出磷石膏（干基）4.5～5.5 t。要堆存如此大量的废渣对工厂是一个很大的难题。

我国是世界上第一大磷肥生产国，也是副产磷石膏量最大的国家。我国磷石膏每年的排放量在5 000万t以上，且利用率不高，未利用的磷石膏基本上采用堆存的方式处理，对环境造成了威胁。因此，无论从环境保护、经济效益，还是从资源合理利用方面来看，磷石膏都是一个亟待解决的重要问题。从目前情况来看，磷石膏的资源化利用是根治磷石膏污染的最佳出路。

目前我国磷石膏在工业上主要用于制造建筑石膏粉、石膏板、水泥缓凝剂等，但是由于磷石膏中所含的可溶性P2O5与氟盐量不稳定，给磷石膏的综合利用带来诸多不便，从而导致磷石膏的利用率不理想。

1 磷石膏水洗压滤工艺技术特点

瓮福紫金化工股份有限公司引进由江苏新宏大集团有限公司设计的磷石膏水洗压滤工艺技术。该净化流程新工艺具有工艺上先进、操作上可靠、经济上合理、单线规模原则上不受限制等特点，水洗净化后的磷石膏符合GB/T 23456—2018《磷石膏》标准的相关要求（见表1），满足建筑石膏粉、石膏板、水泥缓凝剂等对生产原料磷石膏的要求。

磷石膏水洗压滤工艺采用立式全自动压滤机，工艺分为加料、过滤、挤压、洗涤、再挤压、风干和排渣。

一般把压滤机脱水称为非热力学脱水，该工艺是将磷石膏用水再浆，然后用立式全自动压滤机进行压榨，通过自动化系统精确控制，保证磷石膏脱水后的w（游离水）在10%左右。滤液部分循环使用，部分送到过滤机作为洗水使用。磷石膏通过再浆，使可溶性P2O5和F 进入液相，因此磷石膏得到净化，提高磷的利用率、拓宽了磷石膏的使用市场。

表1 GB/T 23456—2018《磷石膏》标准要求

磷石膏用非热力学脱水技术脱水与热力学脱水技术相比，有如下优点：

①非热力学脱水技术可节省烘干煤，每吨熟料可节省烘干煤180 kg；

②可回收磷石膏中的P2O5，磷的回收率提高1%；

③非热力学脱水技术回收P2O5和F后，使磷石膏的质量得以提高，有利于提高磷石膏制水泥的烧成料质量与生产控制；

④非热力学脱水石膏可用于进一步煅烧脱水制半水石膏粉，用于加工成建材石膏板。

2 磷石膏水洗压滤工艺流程简述

由磷酸过滤工序过来的磷石膏经石膏皮带输送机送入石膏贮斗，从贮斗底部放到电子皮带秤并计量后进入再浆槽，按比例加入工艺水，在再浆槽搅拌机的作用下，将水和磷石膏充分混合均匀，混合后的石膏料浆经泵送入过渡槽，用变频调速料浆泵送入压滤机压滤。

石膏料浆在压滤机的作用下被固液分离。固体部分（干石膏）被排入压滤石膏皮带输送机，转入干石膏皮带输送机送去磷石膏堆场，可作为水泥添加剂、石膏砖、石膏粉的原料；压滤滤液经泵被送入滤液贮槽暂时贮存，可用氨水对滤液进行中和，中和水经泵送去球磨工序作为磨矿用水，可实现无污水排放。

3 磷石膏净化主要指标

该工艺在瓮福紫金化工有限公司磷石膏再浆净化项目成功运行，主要工艺指标见表2。

表2 磷石膏再浆净化项目主要指标

4 小结

江苏新宏大集团有限公司自主研发的立式全自动压滤机，已经成功用于磷酸浓密渣酸的液固分离、磷矿浮选尾矿的脱水，现在成功地用于磷石膏净化，提高了磷石膏质量，有望使磷化工企业早日实现磷石膏利用率达100%，把磷石膏变废为宝，减少磷石膏的堆存压力。