一种湿法磷酸副产α半水石膏晶须的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种湿法磷酸副产α半水石膏晶须的生产方法。该方法先将磷矿粉和部分稀硫酸加入萃取槽中进行萃取反应，得到的混合料浆分离出的清液作为成品磷酸送入酸库，分离出的固体与剩下的混合料浆一起转移到转晶槽中。向转晶槽中加入硫酸和转晶剂，维持转晶槽温度在40℃～130℃条件下进行转晶反应2-9小时，得到的混酸料浆进行固液分离，固体即为α半水石膏晶须。本发明专利技术改进传统工艺和现有技术，消除磷石膏和酸不溶物的排放，降低石膏中磷的含量，提高了磷的利用率，充分利用浓硫酸的稀释热，节能减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种湿法磷酸的生产方法，具体涉及一种湿法磷酸副产a半水石膏 晶须的生产方法。
技术介绍
通常所称的"湿法磷酸"实际上是指硫酸法湿法磷酸，即用硫酸分解磷矿生产得到 的磷酸。我国80%以上的磷酸都采用湿法磷酸二水法流程生产。但是，二水法流程至今仍 存在着一些难以克服的缺陷，副产出的磷石膏因为磷含量高，受到许多限制，仅一小部分用 于生产低档和低质量的石膏建材产品及水泥用缓凝剂，大部分磷石膏丢弃堆存，造成严重 的污染和浪费。所以，传统湿法磷酸工艺有待于进一步改进，使磷石膏中磷含量降低，从而 转变为使用价值更高的产品。 a半水的硫酸钙晶须具有较高的强度和使用价值。硫酸钙晶须与其他短纤维相 比，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、与橡胶塑料等聚合物的亲和能力强等优点， 而且价格在晶须中最低，仅为碳化硅等晶须的1/200~1/300,有其他晶须无可比拟的性价 比，应用范围非常广泛，是一种性能优良、价格低廉的绿色环保材料，具有很强的市场竞争 力。 中国专利文件CN1584130公开了一种在磷酸中制造石膏晶须的方法。该专利技术是使 用过量的浓度为30~40%的磷酸与磷矿进行浸取化学反应，控制温度为50 - 95°C，经过 2 - 4小时的反应，分出液相并加以过滤，得到含H3P043 - 4mol/L，Ca2+0. 8 - 1. 2mol/L的 磷酸浸取液。将磷酸浸取液逐渐加入浓度为30 - 35%的硫酸溶液中，在50~100°C的条 件下搅拌反应120~150分钟。然后上述石膏晶须悬浮液过滤、用沸水洗涤后，在120~ 200°C的温度下干燥。该专利技术虽然可以生产半水石膏晶须或无水石膏晶须，该方法的不足在 于生成的石膏晶须中五氧化二磷的含量约为0.5%左右，应用该方法难以进一步降低晶须 的磷含量。 中国专利文件CN1796285公开了一种石膏晶须的制备方法，其特征为：所述石膏 晶须的制备方法包括以下步骤，a.将化学石膏提纯成二水石膏；b.将提纯的化学石膏加水 磨细，获得的浆体打入搪玻璃反应釜；c.再向其内加入盐酸或氯盐，煮沸至石膏溶解；d.将 溶解的溶液经过搅拌、冷却重结晶出二水石膏晶须；e.将结晶产物甩干；f.甩干的二水石 膏晶须经中和处理，获得湿的二水石膏晶须初级产品。该专利技术仅获得二水石膏晶须，需要进 一步脱水或转晶，才能获得使用价值更高的半水石膏晶须。 中国专利文件CN103526277A公布了一种制造横截面为六边形且具有低磷含量石 膏晶须的方法。该方法包括磷酸钙溶液的制取步骤、磷酸钙溶液与硫酸反应的步骤和半水 或石膏晶须的制取步骤。该专利技术仅限于实验室研究阶段，未应用于工业化大规模生产。 综上，现有技术存在的问题是，一是生成的石膏晶须中五氧化二磷的含量偏高，难 以进一步降低晶须的磷含量；二是仅获得二水石膏晶须，需要后续加工才能成为a半水石 膏晶须或0半水石膏晶须等附加值较高的产品；三是具有低磷含量石膏晶须的生产方法 仅限于实验室研究阶段，未应用于工业化大规模生产。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种湿法磷酸副产a半水石膏晶须的生产方 法。在传统湿法磷酸的基础上，通过工艺创新降低石膏中磷的含量，提高磷的利用率，得到 可直接应用于建材行业的a半水石膏晶须产品。 本专利技术的技术方案如下： -种湿法磷酸副产a半水石膏晶须的生产方法，包括如下步骤： (1)先将磷矿粉和稀硫酸按固液质量比1:2~10加入到萃取槽中，在不断搅拌下， 将萃取槽温度控制在10°c~90°C下进行萃取反应20~120分钟，得到混合料浆A ; (2)将步骤（1)中得到的混合料浆A分出体积的0~2/3进行固液分离得清液B 和固体C，清液B作为成品磷酸送入酸库，固体C与剩下的混合料浆一起转移到转晶槽中； (3)向转晶槽中加入稀硫酸，控制脱钙后液相磷酸中液固比以及P20#P H 2S04的含 量，得混合后料浆，然后加入转晶剂，维持转晶槽温度在40°C~130°C条件下进行转晶反应 2~9小时，得到混酸料浆D ; (4)将步骤（3)中得到的混酸料浆D进行固液分离，得到固体E和滤液F，用热水 洗涤固体E，得到洗液H和固体G，将固体G干燥后即得a半水石膏晶须； (5)将步骤⑷的滤液F导入步骤⑴的萃取槽继续萃取磷矿粉；洗液H导入硫酸 稀释槽中用以稀释浓硫酸，被稀释的硫酸溶液分为两部分，分别用于步骤（1)中萃取反应、 步骤（3)中转晶反应；稀释过程中产生的蒸汽导入转晶槽中提供反应热量。 根据本专利技术优选的，所述步骤（1)中磷矿粉细度为80~100目，磷矿粉中五氧化 二磷含量质量分数为10 %~40% ; 根据本专利技术优选的，所述步骤（1)和步骤（3)中稀硫酸质量浓度为20%~40% ; 进一步优选的，稀硫酸质量浓度为20~35%。 根据本专利技术优选的，所述步骤（1)中混合料浆A中硫酸根离子的质量分数小于 1% ； 根据本专利技术优选的，所述步骤（3)中脱钙后混酸溶液和渣浆的液固质量比为2~ 20:1，其中液体磷酸中P 205的浓度占混酸的质量分数为20 %~30 %，硫酸以H#04计占混酸 的质量分数为12~20% ;进一步优选的，所述步骤（3)中脱钙后混酸溶液和渣浆的液固质 量比为7~15:1，其中液体磷酸中P20 5的浓度占混酸的质量分数为21~26%，硫酸以H2S04 计占混酸的质量分数为13~17%。 根据本专利技术优选的，所述步骤（3)中转晶剂是指含有Al3+、Fe3+、Mg 2+、K+、Na+、NH4+ 离子的水溶性磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、柠檬酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基脂肪酸盐无机盐、有 机羧酸盐中的一种或几种复配。 进一步优选的，步骤（3)中加入的转晶剂为柠檬酸钠、硫酸铁、木质磺酸钠的组 合；或者为硝酸钠、硫酸镁、十二烷基苯磺酸钠的组合；或者为磷酸钠、硫酸镁、木质磺酸钠 的组合； 更进一步优选，所述转晶剂组合按质量比为下列之一： a?柠檬酸钠：硫酸铁：木质磺酸钠=1. 00:5. 00~15. 00:0? 50~1. 00 ; b.硝酸钠：硫酸镁：十二烷基磺酸钠=1. 00:5. 00~15. 00:1. 00~5. 00 ; c.磷酸钠：硫酸镁：木质磺酸钠=1:2. 00~5. 00:0? 30~1. 50。 根据本专利技术优选的，所述步骤（3)中加入的转晶剂总含量占混合后料浆质量的 0? 1 ~1. 0% ; 根据本专利技术优选的，所述步骤（4)中热水的温度为80~90°C ; 根据本专利技术优选的，所述步骤（4)中的干燥温度为110°C~180°C;进一步优选的， 干燥温度为150 °C。 更进一步优选的，一种湿法磷酸副产a半水石膏晶须的生产方法，包括如下步 骤： (1)先将磷矿粉和质量浓度为20%稀硫酸按固液质量比1:5加入到萃取槽中；磷 矿粉细度为80目，磷矿粉中五氧化二磷含量质量分数为30% ;在不断搅拌下，将萃取槽温 度控制在25°C下进行萃取反应30分钟，得到混合料浆A ; (2)将步骤⑴中得到的混合料浆A分出体积的1/8经过滤机进行固液分离，得清 液B和固体C，分离出的清液B作为成品磷酸送入酸当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法磷酸副产α半水石膏晶须的生产方法，包括如下步骤：(1)先将磷矿粉和稀硫酸按固液质量比1:2～10加入到萃取槽中，在不断搅拌下，将萃取槽温度控制在10℃～90℃下进行萃取反应20～120分钟，得到混合料浆A；(2)将步骤(1)中得到的混合料浆A分出体积的0～2/3进行固液分离得清液B和固体C，清液B作为成品磷酸送入酸库，固体C与剩下的混合料浆一起转移到转晶槽中；(3)向转晶槽中加入稀硫酸，控制脱钙后液相磷酸中液固比以及P2O5和H2SO4的含量，得混合后料浆，然后加入转晶剂，维持转晶槽温度在40℃～130℃条件下进行转晶反应2～9小时，得到混酸料浆D；(4)将步骤(3)中得到的混酸料浆D进行固液分离，得到固体E和滤液F，用热水洗涤固体E，得到洗液H和固体G，将固体G干燥后即得α半水石膏晶须；(5)将步骤(4)的滤液F导入步骤(1)的萃取槽继续萃取磷矿粉；洗液H导入硫酸稀释槽中用以稀释浓硫酸，被稀释的硫酸溶液分为两部分，分别用于步骤(1)中萃取反应、步骤(3)中转晶反应；稀释过程中产生的蒸汽导入转晶槽中提供反应热量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏坤，姚华龙，胡兆平，刘永秀，李成志，张西兴，
申请(专利权)人：金正大诺泰尔化学有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52