專利名稱：一種黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化工行業(yè)中固體廢棄物利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種采用黃磷爐渣制取 磷酸氫鈣產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
黃磷爐渣是電爐法采用磷礦石、硅石、焦炭等原料生產(chǎn)黃磷時產(chǎn)出的固體廢棄物，工 業(yè)上每生產(chǎn)1噸黃磷可產(chǎn)出8 10噸爐渣，根據(jù)我國目前黃磷的生產(chǎn)現(xiàn)狀，我國黃磷企業(yè) 每年產(chǎn)出黃磷爐渣約600 700萬噸。黃磷爐渣從電爐中排放時經(jīng)過水淬，粒度在0.5 L5 mm之間，而黃磷企業(yè)大多分布在地廣人稀與磷礦山較接近的地區(qū)，坡度大，雨水集中， 遇有暴雨，大量的磷渣隨雨水而流至低洼河流形成沉淀，帶來阻礙河流、提高河床等危害。 同時，黃磷爐渣中含有P、 F、 Fe、 Al、 Mg等有害元素，很容易造成對地表水資源及河流 水資源的污染，危及徑流地區(qū)群眾、牲畜的生命安全。目前，黃磷爐渣主要用于生產(chǎn)硅鈣 肥、水泥、磚等，利用率低，產(chǎn)品價值低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用黃磷爐渣生產(chǎn)目前市場需求很大的具有較高價值的 化工產(chǎn)品磷酸氫鈣的方法，實現(xiàn)了廢物利用，循環(huán)經(jīng)濟、節(jié)能減排。
黃磷爐渣富含CaO和SiO"可用于生產(chǎn)含鈣和含硅產(chǎn)品，本發(fā)明的黃磷爐渣制取磷酸 氫鈣的方法如下
在燒杯中加入濃度為25%或40 45%的濕法磷酸并配制成磷酸濃度為25 40%的溶液， 在常溫不斷攪拌的條件下加入經(jīng)研細至一IOO目的黃磷爐渣，每100ml磷酸溶液加入10 20g黃磷爐渣，在自然溫度條件下攪拌反應(yīng)0. 5 2. 0小時后，過濾，濾液在50 90°C、攪 拌速度200 500rpm的條件下加入硫化物沉淀劑反應(yīng)1. 0 2. 0小時，每100ml濕法磷酸 溶液加入硫化物沉淀劑0. 01 0. 1克，然后過濾，濾液在真空度為0. 06 0. 07MPa的條件 下真空濃縮至原液體積的40 60%后，冷卻分離，分離得到的結(jié)晶物用一定量的水再次溶 解后，升溫至30 5(TC，在不斷攪拌的條件下用碳酸鈣(石粉)、氫氧化f丐懸濁液中和至 PH為6.0左右時，過濾，洗滌，于40 50。C干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。
其中，黃磷爐渣是指工業(yè)上采用高溫電爐法生產(chǎn)黃磷時產(chǎn)出的、經(jīng)水淬得到的固體廢 渣；濕法磷酸是指采用硫酸萃取磷礦得到的未經(jīng)濃縮或濃縮到40 45%的濕法磷酸；硫化 物沉淀劑為硫化氫、硫化鈉、五硫化二磷。
本發(fā)明采用濕法磷酸浸出黃磷爐渣，以磷酸二氫鈣的形式從黃磷爐渣中分離鈣后，由
于黃磷爐渣和濕法磷酸均含有大量雜質(zhì)如氟、砷、鐵等，在浸出過程中，這些雜質(zhì)大部分 將進入浸出液(要得到合格的磷酸氫鈣產(chǎn)品，必須凈化除去)，浸出液采用硫化物沉淀等 方法脫出浸出液中的砷、重金屬、氟等雜質(zhì)，可得到含氟量達到HG2636—2000飼料級磷 酸氫鈣產(chǎn)品的質(zhì)量要求，同時濾渣可副產(chǎn)白炭黑產(chǎn)品。本發(fā)明不僅可以充分利用工業(yè)廢棄 物黃磷爐渣，為黃磷爐渣的利用開發(fā)一條新的應(yīng)用途徑，變廢為寶，降低環(huán)境污染，而且 可以降低磷酸氫鈣的生產(chǎn)成本，節(jié)約資源。
具體實施例方式
實施例h
在燒杯中加入濃度為25%的濕法磷酸300ml，在常溫不斷攪拌的條件下加入經(jīng)研細至 一IOO目的黃磷爐渣50克，在自然溫度和攪拌速度400rpm的條件下攪拌反應(yīng)1. 0小時后， 過濾，分離得到的浸出液在60°C、攪拌速度300rpm的條件下加入硫化鈉沉淀劑0. 1克， 反應(yīng)1.0小時后，過濾，濾液在真空度為0.06MPa的條件下真空濃縮至原液體積的5(m后， 冷卻分離(分離后的母液返回浸出階段循環(huán)利用)，分離得到的結(jié)晶物用水再次溶解，升 溫至4(TC，在不斷攪拌的條件下用碳酸鈣(石粉)和氫氧化鈣懸濁液中和至PH為6. 0左 右時，過濾，于45。C干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。該樣品經(jīng)分析，含AsO. 00012%、 FO. 12%、P17. 56%、 Ca22. 69%。
實施例2:
在燒杯中加入濃度為45%的濕法磷酸150ml，加水稀釋到250ml后，在常溫不斷攪拌 的條件下加入經(jīng)研細至一IOO目的黃磷爐渣50克，在自然溫度和攪拌速度300rpm的條件 下攪拌反應(yīng)0.5小時后，過濾進行固液分離(浸出渣可進一步處理得到白炭黑產(chǎn)品)，分 離得到的浸出液在50'C、攪拌速度300rpm的條件下加入硫化氫沉淀劑0. 2克，反應(yīng)1. 5 小時后，過濾，濾液在真空度為0.06MPa的條件下真空濃縮至原液體積的40%后，冷卻分 離，分離得到的結(jié)晶物用水再次溶解后，升溫至3(TC，在不斷攪拌的條件下用碳酸鈣(石 粉)和氫氧化鈣懸濁液中和至ra為6. 0左右時，過濾，于4(TC干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。該 樣品經(jīng)分析，含AsO, 00018%、 FO. 15%、 P17. 21%、 Ca21. 97%。
實施例3:
在燒杯中加入濃度為40%的濕法磷酸250ml，在常溫不斷攪拌的條件下加入經(jīng)研細至 一IOO目的黃磷爐渣50克，在自然溫度和攪拌速度400rpm的條件下攪拌反應(yīng)1.5小時后， 過濾進行固液分離，分離得到的浸出液在70'C、攪拌速度400rpm的條件下加入五硫化二 磷沉淀劑0. 05克，反應(yīng)2. 0小時后，過濾，濾液在真空度為0. 07MPa的條件下真空濃縮 至原液體積的60%后，冷卻分離，分離得到的結(jié)晶物用水再次溶解后，升溫至45'C，在不 斷攪拌的條件下用碳酸鈣(石粉)和氫氧化鈣懸濁液中和至PH為6.0左右時，過濾，洗說明書第3/3頁
滌，于5(TC干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。該樣品經(jīng)分析，含AsO. 00012%、 F0. 10%、 P17. 43%、 Ca22. 18%。 實施例4:
在燒杯中加入45%的濕法磷酸200ml，加水稀釋到250ml后，在常溫不斷攪拌的條件 下加入經(jīng)研細至一IOO目的黃磷爐渣50克，在自然溫度和攪拌速度500rpm的條件下攪拌 反應(yīng)1. 0小時后，過濾進行固液分離，分離得到的浸出液在9(TC、攪拌速度400rpm的條 件下加入五硫化二磷沉淀劑O. 1克，反應(yīng)2.0小時后，過濾，濾液在真空度為0. 06MPa的 條件下真空濃縮至原液體積的40%后，冷卻分離，分離得到的結(jié)晶物用水再次溶解后，升 溫至5(TC，在不斷攪拌的條件下用碳酸鈣(石粉)和氫氧化轉(zhuǎn)懸濁液中和至PH為6.0左 右時，過濾，于5(TC干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。該樣品經(jīng)分析，含AsO. 0001%、 FO. 08%、 P16. 95%、 Ca21.86%。
權(quán)利要求
1. 一種黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法，其特征是用濕法磷酸配制成磷酸濃度為25～40％的溶液，在常溫不斷攪拌的條件下加入經(jīng)研細至—100目的黃磷爐渣，每100ml磷酸溶液加入10～20g黃磷爐渣，在自然溫度條件下攪拌反應(yīng)0.5～2.0小時后，過濾，濾液在50～90℃、攪拌速度200～500rpm的條件下加入硫化物沉淀劑反應(yīng)1.0～2.0小時，每100ml濕法磷酸溶液加入硫化物沉淀劑0.01～0.1克，然后過濾，濾液在真空度為0.06～0.07MPa的條件下真空濃縮至原液體積的40～60％后，冷卻分離，分離得到的結(jié)晶物用水再次溶解后，升溫至30～50℃，在不斷攪拌的條件下用碳酸鈣、氫氧化鈣懸濁液中和至PH為6.0左右時，過濾，洗滌，于40～50℃干燥得磷酸氫鈣產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法，其特征在于黃磷爐渣是指工 業(yè)上采用高溫電爐法生產(chǎn)黃磷時產(chǎn)出的、經(jīng)水淬得到的固體廢渣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法，其特征在于所述的濕法磷酸 是指采用硫酸萃取磷礦得到的濕法磷酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法，其特征在于硫化物為硫化 氫、硫化鈉、五硫化二磷。
全文摘要
本發(fā)明是一種黃磷爐渣制取磷酸氫鈣的方法。該方法采用濕法磷酸浸提黃磷爐渣，然后經(jīng)分離、含磷酸鈣鹽的浸出液經(jīng)凈化脫砷、重金屬，濃縮結(jié)晶脫除氟等雜質(zhì)后，中和得到磷酸氫鈣產(chǎn)品。濕法磷酸浸提工藝條件為溫度為室溫，磷酸濃度為25～40％，浸提時間0.5～2.0小時，攪拌速度為200～500轉(zhuǎn)/分，固液比為1∶5～10，黃磷爐渣的粒度全部過100目。本發(fā)明不僅可以充分利用工業(yè)廢棄物黃磷爐渣，為黃磷爐渣的利用開發(fā)一條新的應(yīng)用途徑，變廢為寶，降低環(huán)境污染，而且可以降低磷酸氫鈣的生產(chǎn)成本，節(jié)約資源。
文檔編號C01B25/32GK101381077SQ20081023345
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者夏舉佩, 李國斌, 毅 蘇 申請人:昆明理工大學(xué)