專利名稱：一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)石膏晶須的方法，具體說是一種在濕法磷酸加工過程中同時生產(chǎn)磷酸和石膏晶須的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)濕法磷酸生產(chǎn)中，都是采用中高品質(zhì)的磷礦，而低品位磷礦無法得到應(yīng)用， 且每生產(chǎn)It磷酸即排放3-5t工業(yè)廢渣磷石膏，大量的副產(chǎn)品磷石膏污染環(huán)境，浪費了磷礦資源；現(xiàn)有利用磷礦聯(lián)產(chǎn)石膏晶須，如專利號為200410024348.0公開的在磷酸中制造石膏晶須的方法，在石膏晶須生產(chǎn)中，利用磷塊礦與酸溶液反應(yīng)，由于比表面積小，反應(yīng)時間長、速度慢，規(guī)模化生產(chǎn)中，生產(chǎn)效率難以提高；在聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量既含鹽酸、 又有磷酸的混合酸液，混合酸液沒有經(jīng)過分離處理，無法制備合格的磷酸。另如專利號為 201010028159. 6公開的硫酸鈣晶須與磷酸的聯(lián)產(chǎn)法，硫酸鈣晶須過濾下的濾液采用萃取劑多級逆流萃取獲得磷酸以及反萃取獲得鹽酸或硝酸，雖然能解決專利200410024348. 0存在的不能有效分離混合酸液的問題，但萃取過程復雜、耗時，萃取設(shè)備多，同樣不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須直接利用磷塊礦與酸溶液反應(yīng)，反應(yīng)時間長、速度慢、生產(chǎn)效率低，以及過濾石膏晶須后的混合酸液分離磷酸工藝復雜，不適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)等不足，本發(fā)明提供了一種高效、簡易的濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，該方法反應(yīng)時間短、速度塊，石膏晶須生產(chǎn)效率高，磷酸分離工藝簡單，適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，包括以下步驟
(1)將過量的磷礦漿與鹽酸加入反應(yīng)池在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)5-30min，在靜止狀態(tài)下沉淀30-90min生成磷酸二氫鈣、氯化鈣和磷酸混合物，磷酸二氫鈣自然沉淀，氯化鈣和磷酸混合物以清液形式浮于上層；
(2)將步驟(1)中清液通過輸送泵輸入沉降槽，經(jīng)機械過濾去除雜質(zhì)進入清液池，將清液池中清液輸入清液定量高位槽進行調(diào)制，使清液中Ca2+含量控制在0. 2-2mol/l的范圍；
(3)將硫酸輸入硫酸定量高位槽調(diào)制硫酸溶液，使硫酸溶液中SO/—含量控制在 2-20mol/l 的范圍；
(4)將步驟C3)硫酸定量高位槽中調(diào)制好的硫酸溶液全部注入晶須合成器，啟動攪拌機緩慢攪拌，然后逐步向晶須合成器中添加步驟( 清液定量高位槽中的清液，料加完后使晶須合成器中Ca2+含量略高于SO/—含量，攪動10-20min，靜置40-60min形成晶須料漿；
(5)將步驟(4)的晶須料漿輸入真空過濾機過濾，過濾真空度為60-90KPa，分離出濾餅和濾液，濾餅為石膏晶須，濾液為含HCL的稀磷酸；
(6)如步驟( 濾液中磷酸不飽和時，濾液輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用；如步驟( 濾液中磷酸飽和時，濾液輸入濾液加熱器分離HCL和磷酸，HCL輸入HCL收集槽送入反應(yīng)池循環(huán)使用，磷酸分離后可收集或用于后續(xù)生產(chǎn)；
(7)對步驟( 濾餅用60-100°C的3-10倍量熱水洗滌4-5次，得到二水石膏晶須；將二水石膏晶須在120-260°C溫度下脫水干燥，得到半水石膏晶須或無水石膏晶須；
(8)步驟(7)中對濾餅洗滌后的洗滌水輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用。進一步地，所述步驟(1)磷礦漿含水率為15-45%，磷礦漿中磷礦粉的細度為-100 目60-90% ；所述鹽酸含量為7-36%。再進一步地，所述步驟(6)濾液分離時，鹽酸的加熱溫度小于160°C，冷卻吸收溫度不低于-10°c。本發(fā)明的有益效果是磷礦石粉磨后粉礦比表面積大，加水制成磷礦漿后與酸溶液反應(yīng)充分，縮短反應(yīng)時間，有利于提高產(chǎn)量；在聯(lián)產(chǎn)過程中，磷酸消耗磷礦石中的磷資源， 石膏晶須消耗磷礦石中的鈣資源，聯(lián)產(chǎn)制備磷酸和石膏晶須對磷礦石要求低于傳統(tǒng)直接采用磷礦石制備磷酸對磷礦石要求，磷礦中的磷資源、鈣資源全部得到有效利用，可以使低品位磷礦得到應(yīng)用，降低生產(chǎn)成本，且無磷石膏排放，無環(huán)境污染，環(huán)保、節(jié)約；聯(lián)產(chǎn)過程中，濾液循環(huán)利用，隨著濾液中P205含量不斷升高，當達到或接近飽和度時，反應(yīng)池中磷酸將不再與磷礦反應(yīng)，就需要對濾液進行分離處理利用氯化氫揮發(fā)性強、磷酸不揮發(fā)的特點，將濾液輸入濾液加熱器加熱，分離溫度小于160度，使HCL迅速揮發(fā)，通過冷卻吸收使HCL氣體回反應(yīng)池中循環(huán)應(yīng)用，使磷酸得到凈化，符合正常使用要求。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例一
一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，包括以下步驟
(1)將過量的磷礦漿與鹽酸加入反應(yīng)池在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)5min，在靜止狀態(tài)下沉淀 30min生成磷酸二氫鈣、氯化鈣和磷酸混合物，磷酸二氫鈣自然沉淀，氯化鈣和磷酸混合物以清液形式浮于上層；所述磷礦漿含水率為30%，磷礦漿中磷礦粉的細度為-100目60% ；所述鹽酸含量為7% ；
(2)將步驟(1)中清液通過輸送泵輸入沉降槽，經(jīng)機械過濾去除雜質(zhì)進入清液池，將清液池中清液輸入清液定量高位槽進行調(diào)制，使清液中Ca2+含量控制在0.2 mol /1 ；
(3)將硫酸輸入硫酸定量高位槽調(diào)制硫酸溶液，使硫酸溶液中SO/—含量控制在2mol
/1;
(4)將步驟C3)硫酸定量高位槽中調(diào)制好的硫酸溶液全部注入晶須合成器，啟動攪拌機緩慢攪拌，然后逐步向晶須合成器中添加步驟( 清液定量高位槽中的清液，料加完后攪動lOmin，靜置40min形成晶須料漿；
(5)將步驟(4)的晶須料漿輸入真空過濾機過濾，過濾真空度為60KPa，分離出濾餅和濾液，濾餅為石膏晶須，濾液為含HCL的稀磷酸；
(6)如步驟( 濾液中磷酸不飽和時，濾液輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用；如步驟( 濾液中磷酸飽和時，濾液輸入濾液加熱器分離HCL和磷酸，鹽酸的加熱溫度小于 160°C，冷卻吸收溫度為自然溫度，HCL由吸收冷卻器輸入HCL收集槽送入反應(yīng)池循環(huán)使用， 磷酸分離后可收集或用于工廠生產(chǎn)；
(7)對步驟( 濾餅用60°C的3倍量熱水洗滌4次，得到二水石膏晶須；將二水石膏晶須在120°C溫度下脫水干燥，得到半水石膏晶須或無水石膏晶須，進行成品包裝；
(8)步驟(7)中對濾餅洗滌后的洗滌水輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用。實施例二
一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，包括以下步驟
(1)將過量的磷礦漿與鹽酸加入反應(yīng)池在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)20min，在靜止狀態(tài)下沉淀 60min生成磷酸二氫鈣、氯化鈣和磷酸混合物，磷酸二氫鈣自然沉淀，氯化鈣和磷酸混合物以清液形式浮于上層；所述磷礦漿含水率為40%，磷礦漿中磷礦粉的細度為-100目80% ；所述鹽酸含量為25% ；
(2)將步驟(1)中清液通過輸送泵輸入沉降槽，經(jīng)機械過濾去除雜質(zhì)進入清液池，將清液池中清液輸入清液定量高位槽進行調(diào)制，使清液中Ca2+含量控制在1. 5mol/l ；
(3)將硫酸輸入硫酸定量高位槽調(diào)制硫酸溶液，使硫酸溶液中SO/—含量控制在15mol/
1 ；
(4)將步驟C3)硫酸定量高位槽中調(diào)制好的硫酸溶液全部注入晶須合成器，啟動攪拌機緩慢攪拌，然后逐步向晶須合成器中添加步驟( 清液定量高位槽中的清液，料加完后攪動16min，靜置55min形成晶須料漿；
(5)將步驟(4)的晶須料漿輸入真空過濾機過濾，過濾真空度為80KPa，分離出濾餅和濾液，濾餅為石膏晶須，濾液為含HCL的稀磷酸；
(6)如步驟( 濾液中磷酸不飽和時，濾液輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用；如步驟( 濾液中磷酸飽和時，濾液輸入濾液加熱器分離HCL和磷酸，鹽酸的加熱溫度小于 160°C，冷卻吸收溫度為0°C，HCL由吸收冷卻器輸入HCL收集槽送入反應(yīng)池循環(huán)使用，磷酸分離后可收集或用于工廠生產(chǎn)；
(7)對步驟( 濾餅用85°C的8倍量熱水洗滌5次，得到二水石膏晶須；將二水石膏晶須在210°C溫度下脫水干燥，得到半水石膏晶須或無水石膏晶須，進行成品包裝；
(8)步驟(7)中對濾餅洗滌后的洗滌水輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用。實施例三
一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，包括以下步驟
(1)將過量的磷礦漿與鹽酸加入反應(yīng)池在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)30min，在靜止狀態(tài)下沉淀 90min生成磷酸二氫鈣、氯化鈣和磷酸混合物，磷酸二氫鈣自然沉淀，氯化鈣和磷酸混合物以清液形式浮于上層；所述磷礦漿含水率為45%，磷礦漿中磷礦粉的細度為-100目90% ；所述鹽酸含量為36% ；
(2)將步驟(1)中清液通過輸送泵輸入沉降槽，經(jīng)機械過濾去除雜質(zhì)進入清液池，將清液池中清液輸入清液定量高位槽進行調(diào)制，使清液中Ca2+含量控制在2mol/l ；
(3)將硫酸輸入硫酸定量高位槽調(diào)制硫酸溶液，使硫酸溶液中SO/—含量控制在20mol/
1 ；
(4)將步驟C3)硫酸定量高位槽中調(diào)制好的硫酸溶液全部注入晶須合成器，啟動攪拌機緩慢攪拌，然后逐步向晶須合成器中添加步驟( 清液定量高位槽中的清液，料加完后攪動20min，靜置60min形成晶須料漿；
(5)將步驟的晶須料漿輸入真空過濾機過濾，過濾真空度為90KPa，分離出濾餅和濾液，濾餅為石膏晶須，濾液為含HCL的稀磷酸；
(6)如步驟( 濾液中磷酸不飽和時，濾液輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用；如步驟( 濾液中磷酸飽和時，濾液輸入濾液加熱器分離HCL和磷酸，鹽酸的加熱溫度小于 160°C，冷卻吸收溫度為-10°C，HCL由吸收冷卻器輸入HCL收集槽送入反應(yīng)池循環(huán)使用，磷酸分離后可收集或用于工廠生產(chǎn)；
(7)對步驟( 濾餅用100°C的10倍量熱水洗滌5次，得到二水石膏晶須；將二水石膏晶須在260°C溫度下脫水干燥，得到半水石膏晶須或無水石膏晶須，進行成品包裝；
(8)步驟(7)中對濾餅洗滌后的洗滌水輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用。
上述實施例中，針對石膏晶須的要求不同，根據(jù)不同的要求進行控制，通過控制 Ca2+和S042_的含量比值、控制晶須的成長時間、反應(yīng)溫度，可以調(diào)節(jié)晶須的長徑比，不同的 PH值可以使晶須的抗拉力強度有所區(qū)別，生產(chǎn)中還可以增加有機或無機物控制劑控制晶須的其他一些質(zhì)量指標。
權(quán)利要求
1.一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，包括以下步驟(1)將過量的磷礦漿與鹽酸加入反應(yīng)池在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)5-30min，在靜止狀態(tài)下沉淀30-90min生成磷酸二氫鈣、氯化鈣和磷酸混合物，磷酸二氫鈣自然沉淀，氯化鈣和磷酸混合物以清液形式浮于上層；(2)將步驟(1)中清液通過輸送泵輸入沉降槽，經(jīng)機械過濾去除雜質(zhì)進入清液池，將清液池中的清液輸入清液定量高位槽進行調(diào)制，使清液中Ca2+含量控制在0. 2-2mol/l的范圍；(3)將硫酸輸入硫酸定量高位槽調(diào)制硫酸溶液，使硫酸溶液中SO/—含量控制在 2-20mol/l 的范圍；(4)將步驟C3)硫酸定量高位槽中調(diào)制好的硫酸溶液全部注入晶須合成器，啟動攪拌機緩慢攪拌，然后逐步向晶須合成器中添加步驟( 清液定量高位槽中的清液，料加完后使晶須合成器中Ca2+含量略高于SO/—含量，攪動10-20min，靜置40-60min形成晶須料漿；(5)將步驟的晶須料漿輸入真空過濾機過濾，分離出濾餅和濾液，濾餅為石膏晶須，濾液為含HCL的稀磷酸；(6)如步驟( 濾液中磷酸不飽和時，濾液輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用；如步驟( 濾液中磷酸飽和時，濾液輸入濾液加熱器分離HCL和磷酸，HCL輸入HCL收集槽送入反應(yīng)池循環(huán)使用；(7)對步驟(5)分離出的濾餅用60-100°C的3-10倍量熱水洗滌4-5次，得到二水石膏晶須；將二水石膏晶須在120-260°C溫度下脫水干燥，得到半水石膏晶須或無水石膏晶須；(8)步驟(7)中對濾餅洗滌后的洗滌水輸入濾液收集槽后送入反應(yīng)池循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，其特征是所述步驟 (1)磷礦漿含水率為15-45%，磷礦漿中磷礦粉的細度為-100目60-90%;所述鹽酸含量為 7-36%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，其特征是所述步驟(5) 真空過濾機過濾真空度為60-90KPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，其特征是所述步驟(6) 濾液分離時，鹽酸的加熱溫度小于160°C，冷卻吸收溫度不低于-10°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法磷酸聯(lián)產(chǎn)石膏晶須的方法，與濕法磷酸生產(chǎn)裝置相配套，用鹽酸與過量的磷礦漿反應(yīng)，生成含磷酸的氯化鈣溶液，再與硫酸溶液反應(yīng)，生成浮懸物，經(jīng)過濾洗滌，得到二水石膏晶須；濾液經(jīng)加熱、冷卻吸收，使氯化氫循環(huán)利用，磷酸凈化后用于生產(chǎn)磷酸鹽產(chǎn)品。
文檔編號C30B29/10GK102303852SQ201110097080
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者劉圣林, 沙德宏, 洪建華, 陸富生 申請人:江蘇瑞和化肥有限公司