本发明涉及无机磷化工行业生产制备领域,公开了一种从利用磷酸对磷矿石溶解特性,生产磷酸和高品质硫酸盐钙的方法和系统。
背景技术:
1、2022年10月,郑寒笑等学者在“无机盐工业”发表了“磷矿在磷酸中的浸出行为”一论文,提出磷-硫两步法,其是将磷酸分解磷矿反应和硫酸盐钙沉淀反应分步进行。首先采用磷酸分解磷矿,通过固液分离出未反应的磷矿与酸不溶物得到酸解液,再用硫酸盐沉淀滤液中的钙离子,从而获得磷酸与硫酸盐钙沉淀。 副产石膏杂质少、纯度高。但其一直停留在试验室,无法实现中试,为了尽快将其工业化,本专利权人开始以该论文为基础进行工业化偿试,并成功的开发出中试系统。
技术实现思路
1、本发明提供一种湿法磷酸的获得高纯石膏的生产方法和系统,目的在于有效地利用了磷酸溶解磷酸钙不溶其它杂质的特性外,有效地获得高纯磷石膏,高白度的的石膏,且实现中试装置连续生产,已具有工业化的条件。
2、为了实现上述目的,本方法发明了一种在生产磷酸的同时生产出高纯石膏的方法包括以下步骤:
3、第一步,将磷矿浆与磷酸反应和溶解,反应后将液体进行过滤;
4、第二步,过滤分离出磷酸盐水溶液离心沉降;
5、第三步,将磷酸钙磷酸水与硫酸盐或硫酸盐铵、硫酸盐钠、硫酸盐钾混合反应,搅拌生成白色沉淀石膏和稀磷酸混合浆液;
6、第四步,将第三步中混合浆液固液分离,获得含湿白色沉淀石膏和稀磷酸溶液;
7、第五步,将第四步中含混白色沉淀石膏送入固体连续萃取塔顶部,并从固体连续萃取塔底部连续注入离子水,可溶盐水从塔顶部溢流口流出废水,固体连续萃取塔底部排出白色石膏浆液。
8、进一步讲,方法还包括以下步骤;
9、第六步,将第五步的白色石膏浆液脱水获得高纯石膏。
10、进一步讲,所述第一步的反应温度为80-140℃。
11、进一步讲,所述的第三步反应中,反应温度上升0.1-10℃。
12、进一步讲,所述反应温度上升为0.8-1.2℃。
13、进一步讲,在所述的第五步中,离子水为纯净水或脱盐水。
14、进一步讲,第一步中,磷矿浆与磷酸质量比10:8-9.5。
15、湿法磷酸获得高纯石膏的生产系统包括带搅拌轴的磷酸溶解器、第一过滤器、离心沉降器、脱钙器、第二过滤器、固体萃取器;
16、所述的磷酸溶解器,磷矿浆、磷酸注入所述的磷酸溶解器,产生第一混合液;
17、所述第一过滤器,混合液通过所述的第一过滤器排出磷酸不溶物,产生第二混合液;
18、所述离心沉降器,所述的第二混合液经过所述离心沉降器的沉降离心排出不溶物,反应温度上升0.1-10℃,产生第三混合液;
19、所述脱钙器,在所述脱钙器中添加硫酸盐或硫酸盐铵去除第三混合液中钙,产生第四混合液;
20、所述第二过滤器,第四混合液经过所述第二过滤器去除磷酸盐,产生半水石膏混合液;
21、所述固体萃取器,将半水石膏混合液从所述固体萃取器上端加入,从所述固体萃取器下端加入离子水,可溶盐水从所述固体萃取器上端排出,湿白色石膏从所述固体萃取器下端排出。
22、进一步讲,所述的系统还包括脱水器;
23、所述的脱水器,湿白色石膏加入所述脱水器中脱水。
24、本发明的优点,具有实现工业化条件,其关建在于第二步,过滤分离出磷酸盐水溶液离心沉降;第三步,将磷酸钙磷酸水与硫酸盐或硫酸盐铵混、硫酸盐钠、硫酸盐钾合反应,搅拌生成白色沉淀石膏和稀磷酸混合浆液,反应温度上升控制在01-10℃;经过反复试验,这二步是决定工业化成功的关建,不经离心沉降,其中的不溶物质会干扰后继第三步脱钙,在脱钙过程中要严格控制上升温度,不能超过10℃。
25、另“混白色沉淀石膏送入固体连续萃取塔顶部,并从固体连续萃取塔底部连续注入离子水,可溶盐水从塔顶部溢流口流出废水,固体连续萃取塔底部排出白色石膏浆液”可以有效提高白色石膏的白度。
1.一种湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:所述方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:方法还包括以下步骤;
3.根据权利要求1-2之一所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:所述第一步的反应温度为80-140℃。
4.根据权利要求1-2之一所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:所述的第三步反应中,反应温度上升0.1-10℃。
5.根据权利要求4所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:所述反应温度上升0.8-1.2℃。
6.根据权利要求1-2之一所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:在所述的第五步中,离子水为纯净水或脱盐水。
7.根据权利要求1-2之一所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产方法,其特征是:第一步中,磷矿浆与磷酸质量比10:8-9.5。
8.湿法磷酸获得高纯石膏的生产系统,其特征是:所述系统包括带搅拌轴的磷酸溶解器、第一过滤器、离心沉降器、脱钙器、第二过滤器、固体萃取器;
9.根据权利要求8所述的湿法磷酸获得高纯石膏的生产系统,其特征是:所述的系统还包括脱水器;