提高磷酸生产过程中副产磷石膏质量的方法

技术领域

本发明涉及磷酸，具体而言，涉及磷酸生产中副产的磷石膏。 

技术背景

众所周知，磷石膏是磷酸及磷肥工业生产过程中产生的废渣，每生产1吨湿法磷酸排出石膏约4～6吨，目前全世界每年排放磷石膏渣约2亿吨，我国每年排放在5000万吨以上。 世界各国生产磷酸时产生的磷石膏多作为废弃物堆放，这需要占用土地资源，而且堆放的磷石膏经雨水淋溶后其中的氟和磷将随雨水浸出，进入土壤或江河，造成地表水及地下水污染。因此近年来人们都在研究如何利用磷石膏，变废为利。 

中国专利数据库中，有关磷石膏利用的申请件已多达数百件，且绝大部分是最近10年开发的技术方案。例如200510040512.1号《利用磷石膏生产建筑石膏粉的加工方法》、200610054521.0号《磷石膏高强度墙体砖及其生产方法》、200710051599.1号《一种利用废渣磷石膏制备硅灰石和硫酸的方法》、200810046201.X号《一种改性磷石膏水泥缓凝剂及其制备方法》、200910016318.8号《利用磷石膏与天然石膏生产纸面石膏板的工艺》、201010100554.0 号《含磷石膏的番茄增产剂及其制备方法和应用》、201110449184.6号《一种磷石膏制备硫酸和水泥的方法》、201210167278.9号《磷石膏制电石的生产方法》和201310003598.5号《利用废弃物磷石膏生产的环保轻质隔墙板》等。这说明磷石膏的利用已经成为人们普遍关注的问题。目前，我国的磷石膏利用率在10％左右。 

磷石膏利用的难题之一是质量不能满足制品的需要，磷石膏中二水物含量仅为90％，难以扩大其利用范围。而目前尚无提高磷石膏质量的专利申请件，也未见相关新技术的报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高磷酸生产过程中副产磷石膏质量的方法，以使磷石膏资源化，从而能够得到充分利用。 

发明人提供的提高磷酸生产过程中副产磷石膏质量的方法包括： 

⑴  在湿法磷酸生产流程中设立预处理工序：即先用磷酸与磷精矿反应，之后过滤，得到的含有磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸的滤液用于生产磷酸；这一工序中控制磷酸与磷精矿液固比为4∶1～8∶1，控制反应时间3～4小时，控制温度35℃～80℃；

⑵  滤液用硫酸与磷酸二氢钙、磷酸氢钙进行萃取反应，得到的萃取液是含有磷石膏的稀磷酸；这一工序中通过分析滤液钙含量，按照萃取磷酸的反应式计算硫酸的理论用量，再确定加入的硫酸量；萃取反应控制温度在35℃～80℃，控制反应时间3～4小时；

⑶  萃取液用过滤机过滤，得到稀磷酸和磷石膏,磷石膏用清水洗涤，得到的磷石膏含二水物97％。

上述步骤⑴中，所述磷酸的质量分数（以五氧化二磷计）为23％～24％的稀磷酸，所述磷精矿的品位（以五氧化二磷的质量分数计）为32％；所述加入的硫酸量为理论用量的0.9～1.1倍；所述磷酸与磷精矿反应是在反应槽或萃取槽中进行的。 

上述步骤⑵中，所述硫酸的质量分数为98％；所述萃取磷酸的反应式是：Ca²⁺ + SO₄^2- = CaSO₄ 。 

上述步骤⑶中，所述过滤机是板框式压滤机或是真空带式过滤机。 

本发明方法生产的磷石膏中二水石膏含量能达到97％，远高于传统技术的90％，含磷量显著降低，品质得到很大提高，为下游磷石膏制建 材提供较好的原料，为将磷石膏充分利用奠定基础。适用于拟将磷石膏加工利用的湿法磷酸生产企业。 

具体实施方式

实施例：

贵州锦麟化工有限责任公司建设了一个年处理1万吨磷精矿副产磷石膏的工业化装置，其工艺流程如下：

首先，磷精矿通过上料皮带计量，和用流量计计量磷酸一起进入反应槽，控制磷酸与磷精矿液固比8∶1、温度35℃下反应时间4小时，反应料浆进入板框式压滤机，将滤渣移出，滤液进入第2反应槽。 

[0013] 滤液取样分析钙含量后，按照萃取磷酸的反应式Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄计算硫酸的理论用量，再根据理论量的0.9～1.1倍确定硫酸用量，用硫酸与磷矿、磷酸二氢钙、磷酸氢钙在第2反应槽进行萃取反应，在60℃±10℃条件下反应时间4小时，得到的萃取液是含有磷石膏的稀磷酸； 

萃取液通过板框式压滤机过滤，得到稀磷酸和磷石膏,磷石膏用清水洗涤，得到的磷石膏含二水物97％。对磷石膏（干基）的含量分析结果如下： 

生产的磷石膏可以用于制造纸面石膏板、石膏砌块、石膏板等多种石膏制品。