脱硫石膏脱色捕收剂与磷石膏对比

脱硫石膏脱色捕收剂与磷石膏对比

　　脱硫石膏与磷石膏脱色捕收剂对比

　　一、两种石膏的本质差异

　　1.1来源和成分对比

　　项目脱硫石膏磷石膏

　　来源烟气脱硫副产品湿法磷酸生产副产品

　　硫酸钙含量85到95%70到85%

　　主要杂质飞灰、炭、有机物、氯离子磷、氟、有机质、酸不溶物

　　有害成分重金属、二恶英（微量）放射性核素（镭226、钍232）、氟化物

　　pH值4到7，偏酸性1到3，强酸性

　　含水率10到15%20到30%，极高

　　颗粒形态板状晶体，较规则结晶细小，多为糊状

　　颜色灰色、黄灰色、黑色灰色、褐色、深灰色

　　1.2着色机理完全不同

　　脱硫石膏着色：

　　主要是碳质颗粒（飞灰）吸附在晶体表面，加上少量有机物（腐殖酸类）和铁锰氧化物。本质是外来污染物染色。

　　磷石膏着色：

　　主要是磷酸根和铁铝氧化物形成的复合色，加上残留有机质和本身偏酸导致的晶体缺陷色。本质是化学组成导致的本征色。

　　这意味着：脱硫石膏的色是外来的，好去掉；磷石膏的色是内生的，难去掉。

　　二、脱色剂对比

　　2.1脱硫石膏常用脱色剂

　　双氧水、活性炭、保险粉、次氯酸钠、臭氧。

　　这些在脱硫石膏上效果都不错，白度能到85到93。

　　原因是杂质主要是碳和有机物，氧化或吸附就能解决。

　　2.2磷石膏常用脱色剂

　　双氧水、活性炭、有机酸（草酸、柠檬酸）、还原剂（保险粉）。

　　但效果远不如脱硫石膏，同样的药剂用量，白度只能到60到75。

　　原因是磷石膏的着色不是简单的碳和有机物，而是磷酸根、铁铝复合色，这些东西用普通氧化剂去不掉。

　　2.3磷石膏需要的特殊脱色剂

　　脱色剂作用机理效果问题

　　草酸溶解铁铝氧化物，螯合金属离子白度提升10到15点草酸钙沉淀堵塞滤布

　　柠檬酸同草酸，但更温和白度提升8到12点成本高，用量大

　　硫酸亚铁加双氧水还原磷酸铁着色对磷致色有效引入更多铁，矛盾

　　亚硫酸钠还原有机色团效果有限残留亚硫酸根影响建材性能

　　保险粉强还原，破坏共轭色团白度提升15到20点有效含量衰减快，引入钠离子

　　氟硅酸溶解磷灰石残留效果好剧毒，设备腐蚀极严重

　　2.4磷石膏脱色的核心难点

　　第一，磷致色最难处理。磷以磷酸钙或磷酸铁形式存在，普通氧化剂氧化不了，必须用酸溶或螯合。

　　第二，氟化物致色。氟和铝形成络合物呈黄色，必须先除氟再脱色。

　　第三，放射性不影响白度但影响应用。磷石膏的镭含量虽然低，但做建材时有人担心，脱色剂不能增加放射性。

　　第四，磷石膏本身pH1到3，很多脱色剂在强酸下不稳定，双氧水在pH2以下分解极快。

　　2.5脱色剂对比总结

　　脱色剂脱硫石膏效果磷石膏效果原因

　　双氧水3%优，白度85到90中，白度65到72磷石膏强酸下分解快

　　活性炭碘值900优，白度85到90差，白度60到68磷致色不是碳能吸附的

　　保险粉优，白度88到92中，白度70到78磷致色还原不彻底

　　臭氧优，白度90到93中，白度72到78磷致色氧化不了

　　草酸不常用良，白度75到82专门针对铁铝磷致色

　　柠檬酸辅助用良，白度73到80螯合铁铝效果好

　　氟硅酸不用优，白度80到85溶磷效果好但剧毒

　　三、捕收剂对比

　　3.1脱硫石膏捕收剂体系

　　成熟体系：油酸加松醇油加PAM。

　　油酸用量20到50mg/L，松醇油30到50g/t，PAM10到20g/t。

　　白度82到88，纯度90%以上，含水率20到28%。

　　3.2磷石膏捕收剂体系

　　磷石膏浮选的目标和脱硫石膏不同。脱硫石膏是去碳去有机物，磷石膏是去磷去氟去有机物。

　　成熟体系：油酸加油酸钠加MIBC加PAM。

　　但效果远不如脱硫石膏，原因如下：

　　问题脱硫石膏磷石膏

　　杂质类型碳质、有机物，疏水性好，容易浮磷灰石、氟化钙，和石膏晶体性质接近，难分离

　　浮选选择性油酸对碳的选择性好油酸对磷灰石选择性差，石膏也被浮起来

　　药剂用量20到50mg/L够用80到150mg/L，用量翻倍到三倍

　　精矿品位90%以上75到85%，很难再高

　　回收率85到90%60到75%，损失大

　　3.3磷石膏专用捕收剂

　　捕收剂针对性效果适用性

　　油酸通用磷灰石选择性差只能粗选

　　油酸钠通用比油酸略好粗选用

　　烷基磷酸酯专捕磷灰石磷去除率80%以上磷石膏专用，最有效

　　烷基磺酸钠通用中等辅助用

　　胺类（十二胺）酸性矿适用pH3到5效果好磷石膏天然酸性，胺类反而合适

　　脂肪酸皂（环烷酸皂）专捕含磷矿物磷去除率70%效果好但贵

　　改性木质素廉价替代磷去除率50%成本低效果一般

　　3.4磷石膏浮选的特殊问题

　　第一，矿浆pH1到3，十二胺在这个pH下是离子态，溶解度好，反而比油酸好用。脱硫石膏pH4到7，十二胺不如油酸。

　　第二，磷石膏颗粒太细，很多小于10微米，普通浮选捕收不了，必须加絮凝预团聚。

　　第三，磷石膏矿浆黏度大，气泡难分散，浮选速率慢，接触时间要延长到20到30分钟。

　　第四，磷石膏浮选后的精矿含水率比脱硫石膏高5到10个百分点，因为细颗粒多，滤饼比阻力大。

　　3.5捕收剂对比总结

　　捕收剂脱硫石膏磷石膏备注

　　油酸优，首选中，只能粗选磷石膏上选择性差

　　油酸钠优，冬季首选中，和油酸差不多溶解性好但选择性没提升

　　十二胺良，碱性条件好优，酸性条件正好磷石膏天然酸性是优势

　　烷基磷酸酯不用优，磷石膏专用选择性极好，但贵

　　MES良，廉价替代良，可用两边都能用

　　改性木质素中中，廉价两边效果都一般

　　氨基酸类良良两边都温和

　　四、脱水性能对比

　　这是最关键的运营指标。

　　指标脱硫石膏磷石膏差距原因

　　滤饼含水率（不加药）22到26%35到45%磷石膏颗粒细、黏度大

　　滤饼含水率（加PAM）18到22%28到35%细颗粒滤饼比阻力大

　　滤饼含水率（加油酸）22到28%32到40%油酸疏水残留更严重

　　滤饼含水率（加油酸钠）20到25%30到36%钠皂残留比油酸轻

　　压榨后含水率15到18%22到28%磷石膏塑性差

　　压滤周期2到3小时4到6小时过滤速率慢一半

　　滤布寿命3到6个月1到3个月磷石膏磨蚀性强

　　洗涤水量2到3方/吨4到6方/吨残药多，要多洗

　　核心原因：磷石膏颗粒细（D50只有20到40微米，脱硫石膏D50有60到100微米），比表面积大，药剂吸附量大，滤饼结构密实，水出不来。