[发明专利]一种使用氯化铵分解磷矿制备硅酸钙的方法

说明书

本发明涉及工业固体废物利用技术领域，具体是一种使用氯化铵分解磷矿制备硅酸钙的方法。本发明在CaCl₂亚熔盐体系采用氯化铵作为隐形酸介质，以磷矿粉为原料，在氯化钙亚熔盐体系中与氯化铵发生反应生成重钙产品并释放出CO₂气体和NH₃气体，无硫酸消耗及磷石膏排放，并且将含有SiO₂·nH₂O杂质的纯度较低的重过磷酸钙溶解于盐酸中，收集沉淀与滤液，将SiO₂·nH₂O沉淀置于CaCl₂亚熔盐中，通入氨气，于140℃以上充分反应后，得到硅酸钙，还可以将分解磷矿得到的NH₃气体收集纯化后用于用SiO₂·nH₂O制备硅酸钙。本发明是一种无硫酸消耗及磷石膏排放，将磷矿中的杂质充分利用的使用氯化铵分解磷矿制备硅酸钙的方法。

技术领域

本发明涉及磷矿处理技术领域，具体是一种使用氯化铵分解磷矿制备硅酸钙的方法。

背景技术

传统重钙采用“加法”生产工艺，每生产1吨重钙至少需要消耗0.46吨硫酸，产生0.93吨磷石膏。

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废渣。每生产1吨磷酸(以P₂O₅计)，一般产生4-5吨磷石膏。磷石膏的主要成分是二水硫酸钙或半水硫酸钙，以及含有少量石英、未分解的磷灰石、水溶性P₂O₅、不溶性P₂O₅、共晶P₂O₅、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐等。目前磷石膏主要用于生产建材制品，包括水泥缓(调)凝剂、建筑石膏粉、纸面石膏板、纤维石膏板，以及矿坑填充剂和道路路基材料等。由于磷石膏中可溶性磷、氟及其它杂质对磷石膏建材制品性能产生不利影响，如石膏凝结时间延长、硬化体强度降低、晶体结构疏松等，而且其水份含量高，由此导致磷石膏制备建材制品品质差、附加值低、市场运输半径短。此外，由于硫酸钙和碳酸钙在硫酸铵中的溶度积相差3000多倍，因此硫酸钙容易通过碳酸化反应过程转化为固体产物碳酸钙并同步生产硫酸铵母液，硫酸铵母液还可以进一步经转化制备硫酸钾及氯化铵钾等硫基复肥产品。然而，一方面由于磷石膏中的杂质几乎全部进入固体产物中，由此导致所得碳酸钙产品颗粒细小、纯度和白度差、附加值低，难以大规模利用；另一方面，磷石膏中的硫酸钙转化为碳酸钙后需要消耗大量的氨，而消耗的氨最终转化为硫酸铵或氯化铵等低附加值产品，由此导致整体技术经济性难过关。

基于此，针对现有传统的二水湿法磷酸萃取工艺中附产大量磷石膏及磷石膏碳酸化转化制备碳酸钙技术经济性不好的突出问题，因此需要寻找一种无磷石膏产生磷矿分解方法。

硅酸钙是白色粉末。无味。无毒。溶于强酸。不溶于水、醇及碱，多为针状结晶。在加热至680～700℃时脱出结晶水，结晶外形无变化。通常由硅酸和生石灰及水按一定比例混合后进行水热反应生成硅酸钙微晶料浆，经过滤，洗涤，干燥制得；也可由碳酸钙和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成。由于生成条件的不同，结晶形态不同，用途也不同。主要用作建筑材料、保温材料、耐火材料，涂料的体质颜料及载体，助滤剂，糖果抛光剂，胶母糖撒粉剂，大米涂层剂，悬浮剂，分析试剂。

由于磷矿中含有一定量的硅，通常做废弃处理或者混在其他产物之中，影响其纯度，未能将磷矿中的硅充分利用。

综上，寻找一种能分解磷矿，无磷石膏产生，并且充分利用磷矿中的硅元素的方法是当务之急。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种使用氯化铵分解磷矿制备硅酸钙的方法，包括如下步骤：

(1)将磷矿打碎后与氯化铵溶液混合，搅拌化浆；

(2)将磷矿粉浆加入到CaCl₂亚熔盐中，进行反应；