[发明专利]利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须的方法及助晶剂

说明书

本发明提供了一种利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须的方法及助晶剂，按如下方法制备：(1)、在萃取槽中加入低品位磷矿和P₂O₅含量为30％‑40％的浓磷酸，反应使磷矿溶解得到料浆Ⅰ；(2)、将35％‑60％的料浆Ⅰ送入结晶槽Ⅰ与98％浓硫酸反应得到料浆Ⅱ，用泵将料浆Ⅱ送入萃取槽；(3)、将剩余的40％‑65％的料浆Ⅰ过滤，滤液Ⅰ送入结晶槽Ⅱ，同时在结晶槽Ⅱ中加入稀硫酸和助晶剂反应得到料浆Ⅲ；将料浆Ⅲ送入过滤机Ⅱ进行液固分离，得到滤液Ⅱ即为P₂O₅含量为38‑44％成品浓磷酸，滤饼经洗涤干燥后得到α‑半水石膏晶须；(4)、过滤机Ⅰ得到的固体和过滤机Ⅰ洗涤用水送入转晶槽，在转晶槽中加入浓硫酸反应得到料浆Ⅳ，将料浆Ⅳ过滤，洗涤后得到二水石膏。成本低。

技术领域

本发明涉及一种利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须的方法，本发明还涉及助晶剂，属于磷矿开发利用与应用领域。

背景技术

我国每生产1t磷酸要排放4.5～5t磷石膏。磷石膏分为二水石膏(CaSO₄·2H₂O)和半水石膏(CaSO₄·1/2H₂O)，以含两个水的石膏居多。目前，世界湿法磷酸年总产量大约2.7亿t(以P2O5计)，副产磷石膏大约1.5亿t，利用率仅4.3％～4.6％。我国磷石膏年排放量超过2000万t，这其中利用率只有5％左右。磷石膏的自然堆放为主要处理方法，这不仅需耗费大量资金、占据大量土地，而且长时间堆放容易因风蚀、雨蚀造成大气、地下水系及土壤的持续污染。因此，为了实现磷肥化工的绿色可持续循环发展，如何有效的处理磷石膏以避免污染成为了亟待解决的问题。在现阶段，以磷石膏制硫酸联产水泥是磷石膏综合利用的有效途径，但是该方法需要投入巨大的资金且耗能高、污染大、产品的品质不稳定，并且在技术上也存在一些瓶颈使该其推广受阻。将磷石膏应用于建筑材料、土壤改良剂和筑路等领域也还存在二次污染和产品附加值低等难题，因此需要开发出高附加值的产品，逐渐减少磷石膏排放并最终达到零排放，以实现湿法磷酸工业的可持续发展，同时降低环境污染。

磷石膏晶须的生产是一种低成本高附加值的磷石膏处理方法。晶须是指具有固定的横截面形状、完整的外形、完善的内部结构、长径比高达5-1000的纤维状单晶体。石膏晶须是指半水或无水硫酸钙的纤维状单晶体，是一种性能优良、价格低廉的新型功能材料。它具有极高的抗拉强度和弹性模量，是一种高价值的工业材料，树脂、橡胶、涂料、造纸中作增强剂或功能型填料，也可用于摩擦材料、建筑材料、密封材料、保温及阻燃材料等。目前磷石膏晶须的生产方法中主要都是以湿法磷酸排放的磷石膏为原料(即先得到磷石膏，再利用磷石膏转化成石膏晶须)，生产成本大约在800-1900元/吨，如果能在湿法磷酸生产过程中直接生成石膏晶须，其生产成本必然大幅下降，有极为广阔的发展前景。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须的方法。本发明还提供两种利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须用的助晶剂。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种利用低品位磷矿生产浓磷酸联产半水石膏晶须的方法，其特征在于，按如下方法制备：

(1)、在萃取槽中加入低品位磷矿和P₂O₅含量为30％-40％的浓磷酸，反应使磷矿溶解得到料浆Ⅰ；

(2)、将35％-60％的料浆Ⅰ送入结晶槽Ⅰ，在结晶槽Ⅰ中加入98％浓硫酸与料浆Ⅰ进行CaSO₄结晶反应，使结晶充分长，得到料浆Ⅱ，用泵将料浆Ⅱ送入萃取槽与磷矿、浓磷酸继续反应；

(3)、将剩余的40％-65％的料浆Ⅰ送入过滤机Ⅰ过滤，将过滤机Ⅰ得到的滤液Ⅰ送入结晶槽Ⅱ，同时在结晶槽Ⅱ中加入20％-50％的稀硫酸和助晶剂反应得到料浆Ⅲ；