[发明专利]一种从含磷氟渣中回收氟并联产过磷酸钙的方法

说明书

技术领域

       本发明涉及磷化工三废处理领域，具体来说涉及一种从含磷氟渣中回收氟并联产过磷酸钙的方法。

背景技术

       我国磷化工行业在湿法磷酸生产过程中会产生大量的含磷氟废水，在处理含磷氟废水中氟离子的过程中，主要采用加入石灰乳、碳酸钙等钙盐来沉淀废水中的氟离子，过滤沉淀渣得到P₂O₅含量约为15%～28%、F含量约为15%～30%的含磷氟渣。该含磷氟渣由于含有大量的F，直接作为肥料应用于农作物可能会造成植物中毒；并且由于该含磷氟渣中所含磷为枸溶性磷，用于生产肥料时会因为肥料中水溶性磷含量的要求而受到加入限制。基于以上原因，目前该含磷氟渣主要当做废弃物作堆存处理，不仅没有利用渣中的磷氟资源，还堆存占用土地，付出昂贵的维护费用，并且对环境也造成一定的污染。

       在申请号为201110319555.9的专利文献中公开了《一种回收脱氟渣中磷和氟的方法》，该专利参照传统硫酸分解磷矿的方法回收脱氟渣中的磷和氟资源，但工艺复杂，设备投资大，并且氟资源的回收率较低。

       在申请号为200880003959.3的专利文献中公开了《由氟化钙和硫酸制备氟化氢》，该专利用含氟化钙的细粉与硫酸反应制取氟化氢，但硫酸用量大大过量，反应温度高，设备材料要求高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种从含磷氟渣中回收氟并联产过磷酸钙的方法，该方法具有工艺简单、操作条件温和、磷氟资源回收率高、基本无“三废”产生的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种从含磷氟渣中回收氟并联产过磷酸钙的方法，包括以下步骤：

（1）将均以干基计P₂O₅含量为15%～28%、F含量为15%～30%、含水量为20%～100%的含磷氟渣和浓硫酸加入到脱氟反应槽中在60～200℃下搅拌反应0.1～3h，含磷氟渣（以干基计）与浓硫酸（折纯H₂SO₄）的加入量为1：0.6～1.1，在反应过程中采用本专业技术人员所熟知的传统方法回收逸出的含氟气体制成氟化物产品回收氟资源。

（2）含磷氟渣和浓硫酸在脱氟反应槽中搅拌反应0.1～3h后，在反应料浆中加入含磷钙物搅拌反应0.1～5h中和料浆中的游离酸，反应后将反应物干燥得到过磷酸钙产品。

上述的含磷氟渣中磷以磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙中的一种或多种形式存在，氟以氟化钙的形式存在。

上述的浓硫酸为按重量计70%～100% H₂SO₄的硫酸。

上述的氟化物可以为氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化铝、氟化钙、无水氟化氢和氢氟酸中的一种或多种。

上述的含磷钙物为磷矿粉、磷酸氢钙中的一种或两种。

上述的含磷钙物的加入量为含磷氟渣干基重量的10%～50%，且使过磷酸钙产品中游离酸（以P₂O₅计）的质量分数小于5.5%。

发明人指出：相对于常规的约300℃高温下，氟化钙与硫酸在无水体系下反应制取氟化氢回收氟资源的工艺，本发明在一个含水体系中且较低温度下使氟化钙与硫酸反应，物料混合均匀，反应快速完全，并且由于反应体系中水含量限定，使氟逸出效果好，通过回收逸出的含氟气体氟回收率可以高达95%。在氟逸出的过程中，含磷氟渣中的磷资源也完成了从枸溶性磷到水溶性磷的转变，最后补充适量磷矿粉或磷酸氢钙中和反应体系中的游离酸即得到了过磷酸钙产物。通过本发明，将分离氟资源和转化磷资源有机的结合在一个工艺中完成，不仅避免了冗长的工艺流程，还有效的回收了磷氟资源。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明通过主要的两个工艺步骤就可以回收含磷氟渣中的磷氟资源，实现磷氟分离，并且分别得到磷氟相关产品，工艺简单。

（2）相比萤石加硫酸高温反应制取氟化氢的技术，本发明工艺的操作条件相对温和。 

（3）本发明特定的含水反应体系中，物料可以较为充分的反应，保持较高的氟逸出率；同时，创新性的将反应产物转化为过磷酸钙产品，磷资源回收完全。

（4）本发明将含磷氟渣中磷氟资源分别转化为磷氟产品，基本无“三废”产生，环境友好。通过本发明，可以避免含磷氟渣的堆存，从而避免土地的占用和堆场的维护，降低了对环境的危害，环保效益明显。

附图说明

图1为本发明工艺流程框图。

具体实施方式