[发明专利]一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的方法

说明书

本发明公开了一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的方法。利用硝酸分解磷矿后，将酸不溶物滤除，首先对酸解液进行部分中和(无沉淀产生)，调控酸解液中钙离子浓度后，将稀释酸解液、磷酸和硫酸铵的混合溶液分别升温至95‑110℃，在结晶槽中混合除钙转晶，恒温反应3‑6小时后，过滤干燥，即可直接副产出α型建筑石膏产品。本发明具有使酸解液得以用于生产精细磷酸盐和高水溶性磷肥等产品，同时使酸解液中的钙资源转化为α型建筑石膏产品，变“固废”磷石膏为“产品”石膏，消除磷铵行业副产大量固废磷石膏带来的环境风险，促进磷复肥行业调整产品结构、减少固废排放，推动磷化工产业持续发展的有益效果。

技术领域

本发明涉及一种副产α型建筑石膏的方法，特别是一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的方法。

背景技术

目前，建筑石膏是将天然石膏，或化工副产磷石膏、脱硫石膏、氟石膏等化学石膏在不同温度(160℃～180℃)下煅烧而成鳞片状β型半水石膏。该生产技术煅烧能耗较高，且以化学石膏为原料时，还需增加预处理工序，生产成本增大。常压环境下，溶液结晶可生成α型半水石膏，而不同晶形或形貌的α型半水石膏具有不同的物理力学性质。因此，可以通过调控α型半水石膏晶形或形貌，使其强度达到鳞片状β型半水石膏强度等级，进而不采用煅烧及预处理的方法制备出建筑石膏产品。

湿法生产磷酸，可用硫酸或硝酸分解磷矿。不论用硫酸还是硝酸分解磷矿，能否经济且环境友好地从酸溶液中分离钙，是生产湿法磷酸及其下游产品的关键。

硫酸法磷酸工艺已成为一个完整的现代化磷酸工业生产体系。其明显的特点之一是酸解过程直接生成硫酸钙沉淀，液固相分离易于实现，使磷酸的生产方法大为简化。但硫酸仅用于分解磷矿，进而生产氮磷复合肥料时，还需要另外引入氨，肥料通常只含有铵态氮，而生成的硫酸钙是废渣。

用硝酸处理磷矿时，硝酸不仅用于分解磷矿，还使复合肥料含有更易于植物吸收的硝态氮，而酸解液的除钙方法有多种，其中，比较行之有效且工业化的有冷冻法和硫酸盐法。受经济可行性的限制，冷冻法除钙的除钙率只能控制在70-80％，酸溶液中的钙离子会在中和过程中生成大量枸溶性或不溶性磷酸钙盐或复盐，降低磷利用率，难以生产精细磷酸盐和水溶肥等产品；硫酸盐法除钙率高，有利于提高硝酸磷肥产品水溶率，母液能用于生产磷铵和其它磷酸盐产品，但生成的硫酸钙仍然可能成为废渣。

本领域急需开发一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的工艺技术，使酸解液得以用于生产精细磷酸盐和水溶肥等产品，同时变“固废”磷石膏为“产品”石膏，消除磷铵行业副产大量固废磷石膏带来的环境风险，促进磷复肥行业调整产品结构、减少固废排放，推动磷化工产业持续发展。

用硝酸分解磷矿生产复合肥的技术主要是冷冻法。我国使用冷冻法工艺生产硝基复合肥企业有天脊煤化工集团股份有限公司(原山西化肥厂)，是从挪威引进的NorskHydro冷冻法硝酸磷肥装置。该装置使用国内中低品位磷矿生产硝酸磷肥，工艺上存在很多技术问题。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生产硝酸铵钙肥料。但是其冷冻除钙率在70-80％，脱钙母液不能生产精细磷酸盐和高水溶性磷肥产品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的方法。本发明具有使酸解液得以用于生产精细磷酸盐和高水溶性磷肥等产品，同时使酸解液中的钙资源转化为α型建筑石膏产品，变“固废”磷石膏为“产品”石膏，消除磷铵行业副产大量固废磷石膏带来的环境风险，促进磷复肥行业调整产品结构、减少固废排放，推动磷化工产业持续发展的特点。

本发明的技术方案：一种硝酸分解磷矿酸解液除钙副产α型建筑石膏的方法,包括有以下步骤：

(1)酸解：将磷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，得酸解液；