專利名稱：磷石膏廢渣中放射性物質的分離方法
技術領域：
本發(fā)明涉及放射性物質的分離技術領域，尤其涉及一種對磷石膏廢渣中的放射性
物質進行分離的方法。
背景技術：
磷石膏廢渣是濕法生產磷酸產生的工業(yè)廢渣，其主要成分為CaS04 2H20 ( 二水石 膏)以及硅酸鹽等物質，甚至含有放射性物質，如果長期堆存，會嚴重污染自然環(huán)境，尤其 是對于一些放射性超標的磷石膏廢渣(比如四川地區(qū)，尤其是德陽、什邡、綿竹)，其環(huán)境污 染和對人類的有害更加巨大。同時磷石膏廢渣中的主要成份石膏又是一種重要的建筑材料 (當然也是一種重要的化工材料)，通過對磷石膏廢渣的處理， 一方面可以減少人們對原生 石膏礦的開采，保護自然資源，同時又可以實現(xiàn)對磷石膏廢渣的再生利用，實現(xiàn)變廢為寶， 廢物資源化，是一循環(huán)經濟項目，還可以減少其對環(huán)境的污染，具有很強的環(huán)保效應。因此 對磷石膏廢渣的綜合開發(fā)利用具有很好的經濟、社會、環(huán)保效益。 但是由于四川省尤其是德陽、什邡、綿竹濕法生產磷酸所使用的礦物含有放射性 物質，導致其產生的磷石膏廢渣的放射性超標，經取樣測試，該地區(qū)的磷石膏廢渣樣品的放 射性內照指數(shù)^為1. 89，而我國現(xiàn)行國家標準中規(guī)定，A類裝修材料的內照指數(shù)K 1. 0， 因此對于該磷石膏廢渣無法直接利用。 現(xiàn)在，為了能使用該磷石膏廢渣生產建筑材料，主要采用在其中添加其他物質，改 變其配合比以降低其放射性，以符合國家標準的規(guī)定，但是這種工藝的應用范圍具有很強 的局限性。另一種方法是降低磷石膏廢渣的放射性，使得其放射性符合國家規(guī)定，但是，由 于磷石膏廢渣的單位價值不高，現(xiàn)有的方法成本高昂，而且效果不佳，迄今人們尚未找到經 濟適用的方法來解決磷石膏廢渣中放射性超標的問題。由于沒有合理有效的處置方式，這 些地方的濕法磷酸生產企業(yè)產生的磷石膏廢渣只有采取露天堆存方式，日積月累，德陽、什 邡、綿竹三角地帶的磷石膏廢渣累積量已經達到全國的60%，對環(huán)境造成了嚴重的威脅，嚴 重影響群眾健康。

發(fā)明內容
針對上述不足，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種成本低廉、工藝簡單的
降低磷石膏廢渣中放射性的方法，尤其是一種從磷石膏廢渣中分離出放射性物質的方法，
特別適用于四川德陽、什邡、綿竹地區(qū)磷石膏廢渣中的放射性物質的分離方法。
由于人們對磷石膏廢渣放射性物質形態(tài)認識的誤區(qū)——由于過去大家對含放射
性物質礦的認識，大家普遍認為，放射性物質往往與稀土元素伴生，放射性物質是微量、均
勻分布在磷石膏廢渣中，并和磷石膏廢渣中的磷石膏等物質均勻混合在一起，難以逐一進
行分離，即時分離無論成本和能耗都很大，并且循著這個思路進行了大量的研究與試驗，都
未能找到有效方法，導致這一問題在幾十年來一直未能解決。但是發(fā)明人經過研究有了新 的認識。
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發(fā)明人認為，磷石膏廢渣中的放射性物質應該是伴生于大體積、大團粒結構的物 質(晶相結構中團粒大的物質)中，如磷石膏廢渣中的硅酸鹽、石英砂等，尤其是在硅酸鹽 中，由于硅酸鹽比較粘稠，放射性物質更容易與之伴生。有鑒于此，發(fā)明人提出了一種新的 放射性物質分離方法，該方法通過從磷石膏廢渣中分離出硅酸鹽等物質，已到達分離出磷 石膏廢渣中放射性物質的目的。
本發(fā)明所述的方法具體包括步驟 采用物理分離方法從磷石膏廢渣中分離出伴生有放射性物質的廢渣。
所述物理分離方法采用重選法。 所述伴生有放射性物質的廢渣包括，硅酸鹽物質、石英砂。 所述重選法包括浮選步驟，通過浮選從磷石膏廢渣中分離出比重小的硅酸鹽物質 廢渣。 在浮選步驟之前進一步包括洗選步驟，通過洗選從磷石膏廢渣中分離出比重大的 石英砂廢渣。
在所述洗選步驟之前進一步包括，均化步驟將磷石膏廢渣加水攪拌成溶融狀態(tài)，
形成流動性較強的磷石膏廢渣膏體。 所述洗選步驟具體包括 將均化的磷石膏廢渣膏體在洗選系統(tǒng)中加沖洗水進行洗選，磷石膏廢渣中比重較 大的石英砂廢渣在沖洗水的作用下沉淀出來，分離出包括伴生有放射性物質的石英砂廢 渣；比重小，以石膏為主要成份的磷石膏廢渣乳濁液成為初產品，初產品隨沖洗水進入浮選 系統(tǒng)。 所述浮選步驟具體包括 在初產品中添加表面活性劑，并在浮選系統(tǒng)中攪拌，初產品中比重最小的物質在 浮選劑的作用下隨著泡沫浮到磷石膏廢渣乳濁液上層，濾除上層物質得到包括伴生有大量 放射性物質的硅酸鹽，比重較大的石膏沉淀出來，得到含水的石膏。 本發(fā)明采用現(xiàn)有的處理設備，在常溫常壓下實施，通過分離出磷石膏廢渣中放射 性物質的伴生礦物，達到分離放射性物質的目的，降低采用磷石膏廢渣作為原料生成出的 產品的放射性，為對磷石膏廢渣的資源化利用奠定了基礎。本發(fā)明具有工藝簡單、成本低 廉、能源消耗低的特點，經試驗，處理并得到1噸磷石膏所需的成本在20 30元，遠低于 開采天然石膏礦的成本，如果大規(guī)模的工業(yè)化應用，實現(xiàn)水的重復利用，成本會更低；同時 經過本發(fā)明所述方法的處理，很好地降低產品磷石膏的放射性，經過中國測試技術研究院 的測試，對內照指數(shù)IKa為1. 89的磷石膏廢渣進行處理，得到的一級廢渣的內照指數(shù)IKa為 0. 69，得到的二級廢渣的內照指數(shù)IKa為2. 42。產品的內照指數(shù)IKa為0. 59，明顯低于國家 標準中規(guī)定的《1.0。


圖1本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
為了便于對發(fā)明的進一步理解，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的
4說明。
實施例1 : 如圖1所提供的工藝流程圖所示， 均化(圖中未繪出)在攪拌系統(tǒng)中，將磷石膏廢渣1加水攪拌成溶融狀態(tài)，形成 流動性較強的磷石膏廢渣膏體； 洗選將均化的磷石膏廢渣膏體在洗選系統(tǒng)中加沖洗水進行洗選，磷石膏廢渣中 比重較大的廢渣在沖洗水的作用下沉淀出來，分離出伴生有放射性物質的一級廢渣，在一 級廢渣中主要是比重較大的石英砂、以及其他雜質，在石英砂等雜質上伴生有放射性物質； 而比重小的，以石膏為主要成份的磷石膏廢渣乳濁液成為初產品，初產品隨沖洗水進入浮 選系統(tǒng)； 浮選在初產品中添加表面活性劑(浮選劑)，在浮選系統(tǒng)中攪拌，初產品中比重 最小的雜質在浮選劑的作用下隨著泡沫浮到磷石膏廢渣乳濁液上層，濾除上層物質，從中 得到伴生有大量放射性物質的二級廢渣；所述二級廢渣以硅酸鹽為主，以及其他相關物質， 在二級廢渣中，尤其是在硅酸鹽上伴生有大量的放射性物質，磷石膏廢渣中的主要放射性 物質均伴生在硅酸鹽中。 將磷石膏廢渣乳濁液進行沉淀、比重較大的石膏沉淀出來，得到含水的石膏；
脫水將含水石膏脫水處理，去除其中的游離水，得到二水石膏(CaS04 2H20);
高溫脫水將二水石膏(CaS04 *2H20)進行高溫脫水，分離出結構水，得到產品半水 石膏(2CaS04 H20)。 經中國測試技術研究院測試，得到如表l所示的相關檢測數(shù)據(jù)(報告編號檢測字 第200911000010號)，當原料磷石膏廢渣的內照指數(shù)IKa為1. 89，經本實施例處理后，得到 的一級廢渣的內照指數(shù)IKa為0. 69 ;二級廢渣的內照指數(shù)IKa為2. 42 ;得到的產品半水石膏 的內照指數(shù)L為0. 59。可以看出采用本工藝，將磷石膏廢渣的內照指數(shù)L從1. 89降低到 0. 59，低于國家標準《l.O，已經可以作為裝修材料適用；同時，從表中可以看出比活度Cre 從378.916降低到了 117. 851，(^從19.664降低到了 10.965。上述數(shù)據(jù)表明，明顯改善了 放射性，表面已經較好地分離出了其中的放射性物質。
表1相關物質的放射性檢測結果
名稱放射性核素限量比活度(Bq/kg )lRa
碌石膏 廢渣1. 891. 1378. 91619. 664
一級廢 渣0. 690. 47137. 8542. 227
二級廢 渣2. 421. 56484. 33564.506
石膏0. 590. 46117. 85110. 965 實施例2 :
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浮選將磷石膏廢渣加水混合后，加入表面活性劑(浮選劑)，在浮選系統(tǒng)中攪拌， 由于浮選劑起泡上浮，其中比重較小的雜質在浮選劑的作用下隨著泡沫浮到上層，濾除上 層物質，從中得到伴生有大量放射性物質的廢渣；所述廢渣以硅酸鹽為主，以及其他相關物 質，在所述廢渣中，尤其是在硅酸鹽上伴生有大量的放射性物質，磷石膏廢渣中的主要放射 性物質均伴生在硅酸鹽中。 將磷石膏廢渣乳濁液進行沉淀、比重較大的石膏沉淀出來，得到含水的石膏；
脫水將含水石膏脫水處理，去除其中的游離水，得到二水石膏(CaS04 2H20);
高溫脫水將二水石膏(CaS04 *2H20)進行高溫脫水，分離出結構水，得到產品半水 石膏(2CaS04 H20)。
實施例3 : 將磷石膏廢渣粉碎后，進行風力重選，比重大的石英砂等一級廢渣從底部排除，比 重最小的硅酸鹽的物質從頂部排除，石膏從中部排出。 當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，即 使對各個流程的執(zhí)行順序進行了改變，都屬于本發(fā)明的保護范圍。熟悉本領域的技術人員 可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附 的權利要求的保護范圍。
權利要求
一種從磷石膏廢渣中分離放射性物質的方法，其特征在于，采用物理分離方法從磷石膏廢渣中分離出伴生有放射性物質的廢渣。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理分離方法采用重選法。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述伴生有放射性物質的廢渣包括，硅酸鹽 物質、石英砂。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述重選法包括浮選步驟，通過浮選從磷石 膏廢渣中分離出比重小的硅酸鹽物質廢渣。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，在浮選步驟之前進一步包括洗選步驟，通過 洗選從磷石膏廢渣中分離出比重大的石英砂廢渣。
6. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述洗選步驟之前進一步包括均化步驟 將磷石膏廢渣加水攪拌成溶融狀態(tài)，形成流動性較強的磷石膏廢渣膏體。
7. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述洗選步驟具體包括 將均化的磷石膏廢渣膏體在洗選系統(tǒng)中加沖洗水進行洗選，磷石膏廢渣中比重較大的石英砂廢渣在沖洗水的作用下沉淀出來，分離出包括伴生有放射性物質的石英砂廢渣；比 重小，以石膏為主要成份的磷石膏廢渣乳濁液成為初產品，初產品隨沖洗水進入浮選系統(tǒng)。
8. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述浮選步驟具體包括 在初產品中添加表面活性劑，并在浮選系統(tǒng)中攪拌，初產品中比重最小的物質在浮選劑的作用下隨著泡沫浮到磷石膏廢渣乳濁液上層，濾除上層物質得到包括伴生有大量放射 性物質的硅酸鹽，比重較大的石膏沉淀出來，得到含水的石膏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從磷石膏廢渣中分離放射性物質的方法，其特征在于，采用物理分離方法從磷石膏廢渣中分離出伴生有放射性物質的廢渣。所述物理分離方法采用重選法。所述重選法包括浮選、洗選。所述伴生有放射性物質的廢渣包括，硅酸鹽物質、石英砂。本發(fā)明具有方法簡單、實時成本低，放射性物質分離效果明顯的特點。經測試對內照指數(shù)IRa為1.89的磷石膏廢渣進行處理，得的石膏內照指數(shù)IRa為0.59，明顯低于國家標準中規(guī)定的≤1.0。
文檔編號B03B1/00GK101733197SQ201010028090
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者張先忠 申請人:什邡市新鳳凰建材有限責任公司