[发明专利]一种二水磷石膏制备α型高强石膏的方法

说明书

本发明公开了一种二水磷石膏制备α型高强石膏的方法，以二水磷石膏、磷酸溶液和硫酸溶液为原料制备成料浆后，用于制备石膏晶种，然后再将制备的石膏晶种添加至二水磷石膏与磷酸及硫酸混合的料浆中制备得到α型高强石膏。该发明在生产过程中过滤的磷酸与硫酸混合溶液可循环使用，不仅回收二水磷石膏中残留的P₂O₅，而且还具有能耗低、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种α型高强石膏的方法，特别是一种二水磷石膏制备α型高强石膏的方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸工艺过程中的伴生物，其主要成分为CaSO₄·2H₂O，含有少量的磷、氟、有机物等杂质，每生产1吨P₂O₅约排放5t磷石膏。我国是一个农业大国，同时也是一个肥料需求大国，随着国民经济发展和农业对磷肥的需求的持续增长，我国磷肥工业发展迅速。磷肥工业的高速发展也带来些问题，在湿法磷酸生产中副产大量的磷石膏，大量排放的磷石膏不仅占用土地，而且还严重污染生态环境。据不完全统计，我国堆存的磷石膏约有100Mt。从全世界范围来看，磷石膏的年排放量也达到280Mt。因此，磷石膏资源化利用一直是国内外研究学者关注的焦点。

高强石膏粉是指由α型半水石膏组成的胶结材料，它是一种重要的工业原料。α型半水石膏是在加压水蒸汽或水热条件下溶解析晶形成柱状、短柱状或针状的晶体，具有标准稠度下有较低的水膏比，抗折强度、抗压强度大等特点。高强石膏粉广泛应用于石膏陶瓷模具、精密铸造、工艺美术品、玩具制造、建筑装饰材料、齿科学等各个领域。

目前，针对以二水磷石膏为原料制备α型高强石膏的研究及专利较多。如：一种采用磷石膏制备高强石膏的方法及装置(CN201710657634.8)，该方法首先将磷石膏用尿素溶液进行洗涤过滤，然后用清水进行洗涤过滤，在磷石膏中加入水，固液质量比控制在1：2-4，在95-98℃进行反应4-6小时，再在10min内进行过滤并。洗涤，洗涤时用的水温度控制为70-90℃；过滤洗涤后使得物料的含水量在15wt％以下，氯离子含量在0.5wt％以下；得到的物料在70-100℃烘干，时间控制在30min以内，最后得到α型高强石膏。一种利用磷石膏制备α型高强石膏的方法(CN201610406663.2)，其特征在于采用“半液相法”，步骤是：(1)掺入磷石膏中P₂O₅与F之和的生石灰进行中和处理，并陈化1d；(2)按磷石膏质量比为0.01-0.5％取三元有机酸，质量比为0.5-2％取高价硫酸盐，将二者混合后溶于80-90℃的水中配成复合晶型控制剂；(3)将复合晶型控制剂和水以4:1-2:1的固液比掺入中和处理后的磷石膏中制成稠状浆体；(4)把制备好的浆体按照5-15mm的厚度分层铺开放入蒸压釜，在120-150℃下，恒温3-6h后，经烘干、球磨得到α型高强石膏粉。还有就是一种高效生产α型半水石膏的方法(CN201710067071.7)，首先将转晶剂预处理成粒度80-100目的转晶剂粉，再与二水石膏按一定比例混合，再经饱和水蒸气蒸压处理，温度135-160℃，制得α型半水石膏。可见，这些技术以二水磷石膏为原料制备α型高强石膏时，都存在磷石膏净化除杂处理、高温蒸压，以及需要添加转晶剂调控α型半水石膏的晶形，这不仅生产过程能耗好，而且经济成本高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种二水磷石膏制备α型高强石膏的方法。该发明不仅具有能耗低、成本低的特点，还能提高对磷石膏中磷的回收，回收率高达86.0％，减少污染。且得到的产品性能好。

本发明的技术方案：一种二水磷石膏制备α型高强石膏的方法，以二水磷石膏、磷酸溶液和硫酸溶液为原料制备成料浆后，用于制备石膏晶种，然后再将制备的石膏晶种添加至二水磷石膏与磷酸及硫酸混合的料浆中制备得到α型高强石膏。

前述的二水磷石膏制备α型高强石膏的方法，包括以下步骤：

(1)二水磷石膏、磷酸溶液和硫酸溶液搅拌混匀，得到料浆，备用；