一种磷石膏的新型利用方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，尤其涉及一磷石膏的新型利用方法。
【【背景技术】】
[0002]磷石膏(简称为PG)是磷酸或磷肥工业以及某些合成洗涤剂产业排放的工业废渣。作为农业生产大国，近年来，我国磷肥产业的发展非常迅速，在2006年的时候，已经有相关数据显示，我国已经成为了世界第一磷肥生产国。伴随着磷肥产业的迅猛发展，作为磷肥生产排放物的废渣磷石膏，其堆积量与新增数量也是相当惊人，在磷矿和磷化工业集中的贵州、云南、四川、湖北等地，我们随处可见堆积成山的磷石膏，早在2011年底，我国已累计堆积了超过3亿吨的磷石膏，相当于每个中国人背负着200多公斤废渣。
[0003]巨量磷石膏的堆积占用了大量的土地资源不说，磷石膏中含有氟化物、游离磷酸、P205、磷酸盐等杂质，其不仅会导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的问题，而且磷石膏在遇雨水冲刷后，带走部分可溶性杂质到地下对土壤造成了污染，此外可溶性杂质进入水或河流中后对水质也会造成污染，我国农村地区多数人都是直接饮用地下水，经磷石膏污染后的水源直接进入人体，对人民的身心健康造成了极大的威胁。此外，风蚀还造成了大气污染，磷石膏给我们带来了严重的“水陆空”污染问题，磷石膏里含有的砷、镉、汞等有害重金属化学物质对环境造成的影响将长达数百年。近年来，关于磷石膏危害居民健康的报导也越来越多，如长期饮用磷石膏污染水源会造成骨质疏松，肾脏病变，增加癌变几率等消息让人觉得毛骨悚然。政府也针对该问题屡次发布了关于固体废弃物堆放应用等的相关政策，如【一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准】中规定了工业固体废物贮存及处置的标准。然而在政策的执行过程中，许多磷石膏的堆放均未符合国家标准，磷石膏的污染所带来的民生问题仍然存在。再有，磷石膏堆放标准的制定也未能也不可能从根本上来解决磷石膏的污染问题，我们不可能让其无限的堆积下去，我们应该从消除磷石膏堆积量的源头出发，减少其堆积数量，从根本上解决其占用土地资源以及“水陆空”污染的问题，故，我们在控制工业固体废物存放标准的同时，更多的应该将重心转移至磷石膏的利用上来。
[0004]现有的磷石膏主要用于以下几方面:
[0005]a、用于水泥工业(水泥缓凝剂、硫酸联产水泥);
[0006]b、生产石膏建材制品(粉刷石膏、抹灰石膏、石膏砂浆、熟石膏粉、纸面石膏板、石膏隔墙板、纤维石膏板、石膏砌块、石膏灰泥、建筑标准砖、烧结节能砖、免烧砖和装饰吸声板等)；
[0007]C、生产化工原料或工业填料(硫酸铵、硫酸钾、硫
[0008]脲和碳酸钙)；
[0009]d、用作改良土壤剂(主要用于碱性土地)；
[0010]e、用作路基。
[0011]在建筑原材料的领域中，磷石膏的利用率一直较低，以水泥缓凝剂为例，磷石膏的实际利用率是不超过7%的，S卩I吨的水泥缓凝剂仅可以利用0.07吨的磷石膏，由于其内存在的重金属及相关杂质，过多的加入将严重的影响水泥缓凝剂的性能，而不可以用在通用的建筑领域。在生产化工原料/填料中以及作为改良土壤剂的利用率则更加低。在用作路基的应用中也难以避免水源污染问题。现状的结论是磷石膏的有效利用领域少且有效利用率非常低。因此，快速解决磷石膏的堆放问题，拓宽磷石膏应用的问题迫在眉睫。
[0012]磷石膏的堆积不仅是我国单独遇到的问题，在全球至少有50多个国家与我国一样，面临相同的问题，当前，全球的磷石膏堆积量已经达到60亿吨，而且每年增长1.1亿?
1.5亿吨。磷石膏常年堆积的问题一直没有得到有效的解决，磷石膏的治理已经成为了全球所面临的巨大问题。其造成的环境污染等问题以及巨额的经济负担，已让更多的国家将磷石膏综合利用列为重点攻关项目。
[0013]无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。全世界磷石膏的有效利用率仅为4.5%左右，也就是说全世界每年得到综合利用的磷石膏只有12.6Mt。日本、韩国和德国等发达国家磷石膏的利用率相对高一些。以日本为例，由于日本国内缺乏天然石膏资源，磷石膏有效利用率达到90%以上，其中的75%左右用于生产熟石膏粉和石膏板。其他不发达国家磷石膏的利用率相对很低，一般以直接排放(抛弃)为主。
[0014]到2011年底，中国已累计堆积了超过3亿吨磷石膏。而中国磷石膏的有效利用率不足10%，距国家“十一五”规划工业固体废物综合利用率达到60%的目标尚有较大差距。主要用于建材制品、土壤改良剂、水泥缓凝剂、化工原料等方面。
[0015]2013年，国家发改委为磷石膏的综合利用提出了到2015年综合利用率达到30%的目标；在《工业副产石膏综合利用指导意见》中，工业和信息化部则提出了到2015年底，磷石膏综合利用率由目前的20%提高到40%。
[0016]故，提出一种新的解决方案可以有效的解决磷石膏的利用率问题，非常必要。【
【发明内容】
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[0017]为克服目前磷石膏占用土地资源，污染严重以及利用率低等问题，本发明提供一种磷石膏的新型利用方法，从根本上解决磷石膏占用土地资源，污染严重的问题。
[0018]本发明上述解决技术问题的技术方案是:提供一种磷石膏的新型利用方法，其特征在于，该方法包括步骤:
[0019]S1:在150-180°C条件下将磷石膏烘干5-25分钟，然后在500-60(TC条件下直接煅烧磷石膏1-2分钟后形成改性磷石膏；
[0020]S2:冷却改性磷石膏；
[0021]S3:去除改性磷石膏中的毒性杂质；及
[0022]S4:将改性磷石膏与聚乙烯混合处理形成薄膜层。
[0023]优选地，该方法进一步包括:S5:对薄膜层表面进行粗化处理；S6:在薄膜层粗化处理的表面涂布至少一涂布层形成磷石膏薄膜，该涂布层由去离子水、聚乳酸、氨水、立德粉与抗静电剂在40-60°C条件混合形成。
[0024]优选地，在步骤S4中，改性磷石膏与聚乙烯的配比为10-85:15-90。
[0025]优选地，在步骤S3中，往改性磷石膏中加入柠檬酸。
[0026]优选地，步骤S4包括以下步骤:S41:以10-85:15-90的配比将改性磷石膏与聚乙烯的混合形成混合料；S42:将混合料送入密炼机进行造粒；S43:将密炼机中造出的颗粒送入压延机中挤出并进行拉伸处理形成薄膜层，该薄膜层厚度为0.02-2mm。
[0027]优选地，进一步将磷石膏薄膜加工为一墙纸，其包括步骤Sll:提供一印刷压花层于上述涂布层上；步骤S12:提供一覆膜层于该印刷压花层上；及步骤S13:提供一吸附层，吸附层位于覆膜层的上面，该吸附层为竹炭吸附材料。
[0028]优选地，进一步将磷石膏薄膜加工为一环保纸，其包括步骤:S16:提供一防菌层和/或一食用蜡层，该防菌层或食用蜡层直接形成于磷石膏薄膜的涂布层表面，或该防菌层直接设置在涂布层与食用蜡层之间。
[0029]优选地，进一步将磷石膏薄膜加工为一包装材，其包括步骤:S17:提供一白色颜料层、一图案层、一荧光层与一透明膜层，该该磷石膏薄膜的涂布层、白色颜料层、图案层、荧光层与透明膜层依次设置。
[0030]优选地，进一步将磷石膏薄膜加工为一复合薄膜，其包括步骤:S18:提供一抗腐化层与一阻光层，该抗腐化层设置在磷石膏薄膜与阻光层之间。
[0031]优选地，进一步将磷石膏薄膜加工为一磷石膏复合型材，其包括步骤S19:提供一荧光层与一透明凹凸纹理层，该荧光层设置在磷石膏薄膜与透明凹凸纹理层之间。
[0032]与现有技术相比，本发明提供的磷石膏复合材料采用改性磷石膏制作而成，由于该磷石膏复合材料具有防水防火、防雾、防油、防虫以及耐撕、耐折，可打印等优点，其使用范围非常广，可以替代传统的纸张以及聚合薄膜，在本发明提供的磷石膏复合材料制作中，改性磷石膏可以达到85%的比重，也就是说100吨薄膜的生产过程中，可以使用高达85吨的改性磷石膏，在仅纸张年产量就超过I亿吨的我国，使用该磷石膏复合材料替代传统的纸张既可以将大量堆放的磷石膏在几年之内处理掉，又可以避免传统纸张在生产过程中砍伐树木所带来的各种环境问题。现有的薄膜通常使用聚合反应生产的聚乙烯来制成，相对于传统的薄膜，而本发明磷石膏复合材料成分主要为磷石膏，这样大大降低了聚乙烯的使用比例，节约了工业成本。磷石膏为工业生产过程中产生的固体废渣，使用其作为制作磷石膏复合材料的原料，可谓是变废为宝，本发明可解决全球长久以来所面临的磷石膏堆积与利用的问题，磷石膏复合材料的生产可以从根本上解决磷石膏的堆积问题。
【【具体实施方式】】
[0033]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]本发明磷石膏的新型利用方法如下:
[0035]步骤S1.烘干并煅烧磷石膏:将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，通过高温灶对磷石膏在150-180°C的条件下进行烘干脱水，时间为5 - 25分钟，再将烘干后的磷石膏送入煅烧炉进行高温煅烧，温度为500-600°C，在煅烧炉内通过火焰直接煅烧磷石膏至I 一 2分钟，其中，为避免火焰不能直接烧到所有的磷石膏，从而不可均匀的完成煅烧，该煅烧炉最好为旋转炉，磷石膏可以在其中旋转滑落，使其可以全方位得到煅烧，从而有效的使磷石膏中的游离水及有机物等杂质以煅烧的方式去除，以得到性质稳定的改性磷石膏；该步骤通过慢烧烘干及快烧煅烧的结合方式，可以有效提升磷石膏改性的过程，避免高温气流与大量的磷石膏接触立即降温的问题，原则上600°C的高温热气流与大量磷石膏接触，即刻会降温至200°C。
[0036]步骤S2.冷却改性磷石膏:在完成磷石膏改性的过程后，需要快速为磷石膏进行冷却至85°C，即将磷石膏送入冷气管，通过干燥的冷气进行快速冷却，当然，为提升效率，这里同样可以采用水冷的方式实现磷石膏冷却。
[0037]步骤S3.去除毒性杂质:在冷却后的改性磷石膏中加入柠檬酸，通过柠檬酸进行净化处理，可以把磷石膏中存在的磷，氟等杂质转换为可以水洗的柠檬酸盐、铝酸盐及铁酸盐。从而有效的将磷石膏中的有毒杂质，特别是磷，氟等进行去除。
[0038]步骤S4.研磨改性磷石膏:将改性磷石膏使用研磨机进行研磨处理，使改性磷石膏的粒度为800-2000目。
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