生产磷酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产磷酸的方法，包括形成包含二水合硫酸钙和磷酸的第一种含水浆料；形成包含半水合硫酸钙和磷酸的第二种含水浆料；使用过滤器过滤形成滤饼并分离含有磷酸的含水相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于，包括-形成包含二水合硫酸钙和磷酸的第一种含水浆料(bouillie)，-形成包含半水合硫酸钙和磷酸的第二种含水浆料，-使用过滤器过滤形成滤饼并分离含有磷酸的含水相。
技术介绍
主要通过过滤二水合硫酸钙(CaSO4.2H2O)形成滤饼的方法是早已知道的(例如参见BE-660216和BE-683739)。在这些专利中规定了在较高温度和酸度条件下硫酸钙的转化，目的是将其提纯并使其再结晶为半水合硫酸钙(CaSO4.1/2H2O)。英国专利313.036和US专利1.902.648描述了伴随得到半水合硫酸钙的磷酸的生产，然后将半水合硫酸钙转化为二水合物，目的在于通过在第二过滤器上的过滤和洗涤操作将其分离。US专利1.836.672涉及一种两步法，即第一步包括磷酸盐和硫酸反应同时生成半水合物和浓磷酸，然后通过过滤操作分离浓磷酸，而在第二步中，在使得硫酸钙再结晶为二水合物的酸度和温度条件下，将仍然用磷酸浸湿的半水合物再悬浮于硫磷介质中。还已知一种生产磷酸和硫酸钙的连续方法，其包括在过滤二水合物或半水合物形式的硫酸盐以后，以相同形式的不变的结晶或者以无水硫酸钙II或半水合物或分别地含一定比例的无水硫酸钙II的二水合物的形式再结晶(参见EP-B-0181029)。最后还已知一种生产磷酸和硫酸钙的方法，该方法包括在过滤器上连续处理从几个反应区产生的处理液，每个反应区供应有由硫酸浸蚀矿石形成的含水浆料(US-A-3911079)。这些浆料按需要可含有二水合硫酸钙或者半水合硫酸钙。由此得到的滤饼因而包含叠加的二水合硫酸钙或者半水合硫酸钙层，而层与层之间没有渗透。此方法的目的是增加在最后反应区所生成的磷酸中的P2O5浓度。然而这种相对复杂的方法不易控制，存在装置的生产率不太经济的缺点。在所有这些现有的方法中，一直都是单独过滤半水合硫酸钙或者二水合硫酸钙。在常规的二水合物过滤方法中，石膏是不得不被除去的副产物。而且，其仅可在明确限定的条件下堆放在往往远离生产点的场所。所得到的石膏夹带大量水，这使其难于处理而且增加干燥运送的成本。此外，存在污染排放点地下水的风险。工业中使用的湿法使得能够生产浓磷酸(大于40％P2O5)，该方法很久以来一直碰到同时生产半水合硫酸钙以及在高温下操作的困难工作条件导致腐蚀和积垢，这将导致额外的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种，其能够克服上述缺陷，同时允许使用工艺上简单的装置或者容易适应目前正在使用的装置。根据本专利技术，通过开始部分说明的方法可以解决上述问题，所述方法包括-在所述过滤之前和/或所述过滤的过程中，混合所述第一种浆料和所述第二种浆料，和-过滤这种混合物，形成由二水合硫酸钙和半水合硫酸钙的混合物组成的滤饼。已经显示了使用这种十分简单的方法的极大好处。与过滤由二水合硫酸钙形成的滤饼相比，滤饼的过滤性提高，这是因为其孔隙率会由于存在半水合物晶体(其结构(孪晶)不同于石膏晶体的结构(针状))而变大。这提高了已安装在现有工厂中用于过滤石膏的过滤器的生产能力。如果建造新的磷酸生产设备，则可以减小过滤器的尺寸，这将降低投资成本。此外，出人意料地，可以看到与只包含二水合物的浆料相比，向过滤器提供含有二水合物和半水合物的混合物使得可以在最短的过滤时间内得到游离水和水溶性P2O5含量最低的滤饼，这是不可预知的，而且大大增加了装置的经济获益能力。如上所述，由过滤器排放的滤饼因而与过滤只含二水合物的浆料所得到的滤饼相比含有较少的游离水。在成堆排放之后，不稳定的半水合物晶体借助于仍存在于所排放的滤饼中的游离水而再水化。因此在出料点伴随滤饼的酸化水的量降低，这降低了污染地下水的危险。滤饼随时间流逝而干燥，其易于运送而且可以成堆储存，这可以减少排放料所需的场地表面面积。此外，由于部分石膏再结晶为半水合硫酸钙将释放磷酸形式的磷酸根离子，因此产生二水合硫酸钙的磷酸生产装置的整体效率得到提高。根据本专利技术的一个实施例，该方法包括在过滤之前混合第一种含水浆料和第二种含水浆料并向过滤器提供所述混合物。这种混合可以简单地进行，例如通过将过滤器进料管连接到生产本专利技术方法中的两种浆料的槽的出料管上。也可以另外提供混合两种浆料的中间混合器。本专利技术方法还可以同时向过滤器提供所述第一种浆料和所述第二种浆料并在该过滤器本身中混合这两种浆料。可以通过任何合适的方式获得含水浆料。例如可以设想两者中的一种或者另一种可以通过硫酸浸蚀(attaque sulfurique)磷酸盐矿石来产生。也可以设想半水合物浆料可以按照本身已知的方式由二水合物浆料的一部分形成，例如通过改变从二水合物浆料提取的这部分的温度和/或酸度条件来进行。这种改变仅要求在现有装置的浸蚀槽的出料口安装一个单独的附加槽即可。因此，该方法有利地包括硫酸浸蚀磷酸盐矿石形成所述第一种含水浆料，提取所述第一种含水浆料的一部分，和处理这一部分浆料，使所述第一种含水浆料转化为所述第二种含水浆料。这种处理可以包括例如向所述从第一种含水浆料提取的部分中添加硫酸，或者对其加热，例如通过加热该槽或者向浆料中注入蒸汽，或者两种方式同时进行。反之，还可以设想，以本身已知的方式，二水合物浆料可由半水合物浆料的一部分形成。在某些情况下，半水合物浆料是比二水合物浆料更加酸性的介质，也就是说其含有较高的硫酸含量。当把两种浆料的混合物提供给过滤器时，所得到的磷酸的硫酸含量有时高于技术要求，因而在必要时需要对滤液进行脱硫酸盐，例如通过向滤液中添加磷酸盐矿石并且沉降所形成的硫酸钙，其将优选地被再循环至磷酸盐矿石的硫酸浸蚀中。在所附权利要求中说明了该方法的其它具体实施方式。附图说明现在参照唯一的附图将更详细地说明实现本专利技术方法的装置的实施方案的实例，该附图为流程图。具体实施例方式这种装置包括浸蚀槽1，向该槽中由2引入研磨的磷酸盐矿石和由3引入硫酸，以及由4引入由本专利技术方法再循环的磷酸水溶液。在所述槽中，以已知的方式应用浸蚀条件，以获得包含二水合硫酸钙和磷酸的含水浆料，浆料经排料管5从槽1中排出。由槽1排出的这种浆料的一部分由取料管6提取并送至转化槽7。在此槽中处理该浆料，以使其转化为包含半水合硫酸钙和磷酸的含水浆料。在这种实施方案的实例中所应用的处理包括从8引入附加的硫酸和/或对该槽进行加热和/或从9向浆料中注入蒸汽。任何其它合适的热源当然也可以用于此目的。在酸度和/或温度升高的作用下，二水合物转换为半水合物。由槽1排出的浆料的剩余部分经管10送至箭头11所示的混合步骤。在槽中处理的浆料经排料管12被送到这个相同的混合步骤。正如所示出的，这个混合步骤可借助于共用进料管来进行，管10和管12通入到该共用进料管中，不过也可以借助于管10和管12通入其中的搅拌槽来进行，由此得到的混合物被排放至过滤器13。还可以设想通过管10和管12直接向过滤器13中同时加入两种浆料，在过滤器13中进行混合。过滤器13可以是任何合适的已知过滤装置，如带式过滤器，具有置于旋转式传送带中的过滤单元的装置等等。在所示的实例中，两种浆料的混合物在过滤器的第一部分中过滤，在14得到滤液，其是该方法的产物，即磷酸的水溶液。所示的方法在过滤之后包括洗涤滤饼的两个步骤。利用在15提供的洗涤液(其例如是水)进行第二次洗涤。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产磷酸的方法，包括：－形成包含二水合硫酸钙和磷酸的第一种含水浆料，－形成包含半水合硫酸钙和磷酸的第二种含水浆料，－使用过滤器过滤形成滤饼并分离含有磷酸的含水相，其特征在于该方法包括：－在所述过滤之前和／或所述过滤的过程中，混合所述第一种浆料和所述第二种浆料，和－过滤这种混合物，形成由二水合硫酸钙和半水合硫酸钙的混合物组成的滤饼。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S库洛维斯奇，
申请(专利权)人：普拉昂技术公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]