[发明专利]高硅磷矿生产磷酸副产低硅磷石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产湿法磷酸副产磷石膏的方法，特别涉及一种高硅磷矿 生产磷酸副产低硅磷石膏的方法。

背景技术

湿法磷酸生产时，磷矿与硫酸进行复分解反应得到磷酸溶液，其磷矿中的 钙离子与硫酸根离子结晶沉淀出石膏硫酸钙，因其硫酸钙来自磷化工生产，习 惯上称之磷石膏。其主要生产化学反应原理如下：

Ca₅F(PO₄)₃+5H₂SO₄+10H₂O→3H₃PO₄+5CaSO₄·2H₂O↓+HF↑（1）

其从磷矿中带来的一些杂质如铁、铝、镁也一并参与反应，大部分生成磷 酸盐留在磷酸溶液中，而以惰性硅为主的酸不溶杂质因不能被硫酸分解，大部 分留在反应结晶沉淀的磷石膏固相中。生产一吨磷酸（P₂O₅%）要产生5-6吨固 体磷石膏。2012年我国湿法磷酸生产约1500万吨（P₂O₅%），所产固体磷石膏 9000多万吨。因作为资源再用技术和磷石膏本身的价值局限，目前几乎是按固 体废物堆存处理。磷石膏的大量堆放需要大笔的资金建造堆场和占用土地，以 堆高40米计算，每年要占用土地2500亩，耗去人民币150亿元。由于磷石膏 经雨水长期浸泡，其中的可溶性磷、氟等以水体为媒介向环境传递，引起土壤、 水系、大气的污染，已频见媒体曝光。

而石膏作为建筑胶泥材料用量大，不仅可作为石膏板、石膏砌块、石膏腻 子等建筑材料，也可用于水泥和石灰材料的生产。鉴于磷石膏中蕴含的钙、硫 两元素的资源特性，元素钙资源消耗量最大的是水泥，元素硫资源消耗量最大 的是产生磷石膏的湿法磷酸生产的磷肥工业，其占硫资源用量的70%。因磷石膏 的产生往往是在远离建筑石膏市场的磷矿产区和磷酸生产工厂，按资源利用最 大化的循环经济发展原则，磷石膏用于生产水泥和硫酸，是目前钙、硫资源化 的最有效和有利的解决途径。正如本发明人申请的专利“一种石膏生产水泥联 产硫酸的生产方法”，专利公开号CN201310437466.3那样，可以取得显著的经 济效益和社会效益。但是，磷石膏与天然石膏或其它工业副产石膏比较，因磷 矿中所含的硅元素，特别是高硅磷矿（如表一所示），将无法很好的按此发展需 要进行资源再用，尤其用在水泥和石灰产品的生产中，无法满足生产技术所需 原料规格，生产产品也无法达到其质量要求。

表一高硅磷矿组成表

表一中，A.I为酸不容物，以二氧化硅为主。