[发明专利]一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的方法

说明书

本发明公开了一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的方法。本发明利用硝酸分解磷矿后，将酸不溶物滤除，首先对酸解液进行冷冻结晶，滤除四水硝酸钙，调控硝酸钙溶液中钙离子浓度后，将硝酸钙溶液、磷酸和硫酸铵的混合溶液分别预热至95‑110℃后，在结晶槽中混合，恒温反应8‑12h后即可直接制得α型高强石膏产品。用于配制步骤(5)中的磷酸和硫酸铵的混合溶液的除钙酸液质量百分比≤35％，用于配制步骤(4)中的硝酸钙溶液的除钙酸液质量百分比≤50％。本发明具有利用现有冷冻法硝酸磷肥工艺流程副产的四水硝酸钙来生产高纯度、高品质α高强石膏，增加四水硝酸钙的新用途,操作简单，成本低的有益效果。

技术领域

本发明涉及一种四水硝酸钙制α高强石膏的方法，特别是一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的方法。

背景技术

α型高强石膏的矿物组成是α型半水石膏。不同结晶形态的α型半水石膏具有不同的胶凝强度，其中针状α型半水石膏强度最低，甚至还不如鳞片状β型半水石膏的强度。短柱状α型半水石膏在标准稠度下具有水膏比小，凝结时间短，抗折抗压强度大的特点，广泛应用于石膏陶瓷模具、精密铸造，建筑装饰材料等领域。因此，生产出短柱状α型半水石膏是石膏制品具有高强度的关键。

含硝态氮的氮基复合肥称为硝基复合肥。硝酸分解磷矿制备复合肥工艺的主要特点是硝酸起到了双重作用；既利用了硝酸的强酸性来分解磷矿制取了磷酸代替了硫酸分解磷矿，节约了硫酸，硝酸根离子本身又作为硝态氮养分留在产品中，最充分的利用了硝酸的化学能。采用冷冻结晶的方式将酸解液中的硝酸钙以四水硝酸钙固体的形式从溶液中结晶出来从而可以达到脱钙的目的，可以提高后面中和结晶造粒中产品可溶磷的比例，从而提高产品的肥效。

用硝酸分解磷矿生产复合肥的技术在国外如欧洲和前苏联采用的是冷冻法。用硝酸分解磷矿生产复合肥的技术在国外如欧洲和前苏联采用的是冷冻法。我国从挪威引进的Norsk Hydro冷冻法硝酸磷肥装置，该装置因使用国内品位低、杂质含量高的磷矿生产，硝酸钙冷冻分离困难，目前工艺上仍然存在很多问题没有解决，造成国内冷冻法硝酸磷肥装置仅有几套。这个工艺的缺陷是装置投资巨大、流程长，对原料要求苛刻、操作复杂、装置不适应国内磷矿等，目前，贵州芭田生态工程股份有限公司通过技术攻关，在2015年成功完成了国内首套年产30万吨国产化冷冻法硝酸磷肥装置试车投产，副产的硝酸钙主要用于去生产硝酸铵钙肥料。

本领域急需开发一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的工艺技术，拓展冷冻法硝酸磷肥副产大量四水硝酸钙利用的新途径，促进磷复肥行业产品多元化、高端化、高附加值化，推动磷化工产业持续发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的方法。本发明利用现有冷冻法硝酸磷肥工艺流程副产的四水硝酸钙来生产高纯度、高品质α高强石膏，增加四水硝酸钙的新用途,操作简单，成本低的特点。

本发明的技术方案：一种冷冻法硝酸磷肥副产四水硝酸钙制α高强石膏的方法，包括有以下步骤：

(1)酸解：将磷精矿与硝酸进行酸解反应，得粗酸解液；

(2)过滤：将步骤(1)的粗酸解液过滤去除酸不溶物和有机物，得到酸解液；

(3)冷冻结晶：将步骤(2)的酸解液冷冻结晶，过滤，得四水硝酸钙；

(4)配制硝酸钙溶液：将步骤(3)的四水硝酸钙配制为溶液，得硝酸钙溶液；

(5)晶型调控：将步骤(4)的硝酸钙溶液预热，与事先预热的磷酸和硫酸铵的混合溶液混合，恒温反应，过滤；滤液为除钙酸液，固相干燥，即得α高强石膏；

(6)除钙酸液部分返浆：步骤(5)的除钙酸液，可部分返浆用于配制步骤(5)中的磷酸和硫酸铵的混合溶液和用于配制步骤(4)中的硝酸钙溶液。