[发明专利]一种半水-二水湿法磷酸工艺生产磷酸联产石膏的方法

说明书

本发明涉及磷化工技术领域，尤其涉及一种半水‑二水湿法磷酸工艺生产磷酸联产石膏的方法，具体包括以下步骤：利用陶瓷过滤机对磷矿浆进行脱水处理；向脱水处理后的磷矿浆中加入酸溶液进行预混合，得到第一料浆；向第一料浆中加入硫酸进行溶解，控制硫酸根的质量浓度为0.1‑0.5％，得到第二料浆；向第二料浆中加入硫酸进行结晶，控制硫酸根的质量浓度为1.8‑2.5％，得到第三料浆；对第三料浆进行真空冷却，之后过滤，收集得到半水石膏、第一过滤液和成品磷酸；向半水石膏中加入硫酸进行转化，控制硫酸根的质量浓度为7‑11％，得到第四料浆，对第四料浆进行过滤，收集得到二水石膏和第二过滤液。

技术领域

本发明涉及磷化工技术领域，尤其涉及一种半水-二水湿法磷酸工艺生产磷酸联产石膏的方法。

背景技术

目前在我国磷化工行业中，湿法磷酸的生产方法主要是以磷矿和硫酸为主要原料的二水法湿法磷酸工艺路线，即通过硫酸与磷矿反应即磷矿的萃取后，再过滤、洗涤生产出五氧化二磷浓度为8-33％的湿法稀磷酸并副产以二水硫酸钙为主要成分的磷石膏。该工艺路线存在成本消耗高、产量低的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种降低生产成本消耗、提高产量的半水-二水湿法磷酸工艺生产磷酸联产石膏的方法。

本发明提供一种半水-二水湿法磷酸工艺生产磷酸联产石膏的方法，包括以下步骤：

S1，利用陶瓷过滤机对磷矿浆进行脱水处理；

S2，将脱水处理后的磷矿浆加入预混槽中与酸溶液进行预混合，得到第一料浆；

S3，将第一料浆加入溶解槽中，然后加入硫酸在93-98℃的条件下进行溶解，控制溶解槽中硫酸根的质量浓度为0.1-0.5％、氧化钙的质量浓度为1-2％，得到第二料浆；氧化钙过剩量较多，反应速率下降，影响磷矿分解率，伪分解磷矿增加，影响装置负荷；氧化钙过剩量小，即氧化钙过饱和度不够，会导致过快的反应速度，从而使得生成的晶核数目过多，晶体细小，严重时无法生成稳定的半水石膏；溶解槽中较低的硫酸根含量和合适的氧化钙含量有利于生成稳定的半水石膏结晶；

S4，将第二料浆加入结晶槽中，然后加入硫酸在95-98℃的条件下进行结晶，控制结晶槽中硫酸根的质量浓度为1.8-2.5％，得到第三料浆；结晶槽中硫酸根的含量较高，有利于进一步分解磷矿及消除过饱和度，在溶解槽中生成的晶体在在结晶槽中进一步成长，获得粗大、均匀、稳定且易于过滤及洗涤的半水物晶体；

S5，对第三料浆进行真空冷却，之后过滤，收集得到半水石膏、第一过滤液和成品磷酸；

S6，将半水石膏和硫酸加入转化槽在60-70℃的条件下进行转化，控制转化槽中硫酸根的质量浓度为7-11％，得到第四料浆，对第四料浆进行过滤，收集得到二水石膏和第二过滤液；60-70℃的低温度有利于半水石膏的转化，7-11％的硫酸根含量有利于提高磷的转化率。

进一步地，步骤S1中，使用的磷矿浆中，五氧化二磷的质量含量≥30％，氧化镁的质量含量≤0.8％，酸不溶物(不溶性SiO₂和分散性泥质)的质量含量≤16％。

若磷矿浆中的P₂O₅品位低、杂质含量过高，不仅会消耗较多的硫酸，而且会导致石膏结晶不好、过滤性能差，影响生产的长周期运行，选择使用五氧化二磷的质量含量≥30％的磷矿浆一方面能够减少硫酸的消耗，一方面能够保证获得粗大、整齐、易于过滤的石膏晶体。

酸不溶物的主要成分是不溶性SiO₂和分散性泥质，其在萃取过程中不参与反应(不会被硫酸分解)，混杂于料浆中会增大料浆黏度，降低晶核聚合速度，使石膏晶体细小，在过滤时极易堵塞滤布，影响过滤洗涤，最终导致磷收率下降，因此需要保证酸不溶物的质量含量≤16％。