[发明专利]一种从磷矿酸解液中深度提取硫酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种从磷矿酸解液中深度提取硫酸钙的方法，属于化工生产的技术领域。包括以下步骤：(1)酸解；(2)酸解液净化；(3)脱钙转晶。所述脱钙净化包括两次析晶过程，一次析晶生成半水合硫酸钙，二次析晶为向一次析晶反应液中加入晶种制备二水合硫酸钙。本发明通过采用先絮凝后两次析晶的方式，控制各工序中的最优条件，有效地缩短了生产流程，对所使用的原料磷矿的含量要求较低，应用范围广，不受磷矿品质的限制。所生产的二水合硫酸钙产品晶型粒径大小适中，磷含量可低至0.2％，更有利于磷石膏的进一步利用。

技术领域

本发明涉及化工生产的技术领域，具体涉及一种从磷矿酸解液中深度提取硫酸钙的方法。

背景技术

磷矿是国家的重要战略资源。磷矿石是生产磷肥、磷化工产品的主要原料，具有不可替代性。业内人士称磷矿是“磷肥之母”，关系到世界粮食安全和磷酸盐行业的发展。我国磷矿资源丰富，但不可再生，由于不断的开采，总体数量在不断减少，国土资源部早已将磷矿列为2010年后不能满足国民经济发展需要的20个矿种之一。目前在磷矿开发领域存在采富弃贫、中低品位磷矿利用率低以及磷化工产品结构不合理，高附加值产品不多等问题。提倡转变发展方式，发展绿色矿业，节约资源，保护环境，加强资源勘查、保护和合理利用，对促进磷矿行业技术进步有重要意义。

传统磷化工将占磷矿资源40％～50％的钙当做废弃物处理，不仅浪费了资源，还对环境造成了污染。而利用硝酸分解磷矿在生产过程中不像传统磷铵工艺需要消耗硫酸和处理大量的磷石膏，且硝酸根本身也是植物养份被留在肥料产品–硝酸磷肥中，在硫资源缺乏的地区具有很好的发展前途。

按对钙资源的不同处理方式，目前国内外已经实现工业化的方法主要有以下几种：

1、冷冻法：磷矿经粉碎后与硝酸在酸解槽中酸解，用液氨作为冷却剂将硝酸钙以Ca(NO₃)₂·4H₂O结晶的形式从溶液中析出。该法是世界上使用得最早，用得最多，生产能力最大的一种方法，但冷冻法的工艺流程长，能耗高，设备要求高，并且对原料磷矿和硝酸浓度要求苛刻，脱钙率仅为60～80％。

2、硝酸-硫酸法：通过加入硫酸或钾、铵等硫酸盐于酸解溶液中，使多余的钙离子以硫酸钙结晶沉淀析出，以达到除去多余钙离子的目的。但该法存在副产磷石膏，生产装置规模小等问题。

3、硝酸-磷酸法：将磷矿经硝酸酸解后，加入磷酸，磷矿中的钙以磷酸氢钙的形式分离出来。但该法需要消耗磷酸，对于没有磷酸生产的厂家有很大的限制。

由上述现有的工业化生产工艺可以看出，对钙离子的提取缺乏切实有效的方法，脱钙率相对较低，并且提取后的硫酸钙中磷含量相对较高。

发明内容

针对现有技术中存在的工艺流程长、对原料要求高、磷石膏回收难等问题，本发明提供一种从磷矿酸解液中深度提取硫酸钙的方法，以解决上述技术问题。本发明通过采用酸解、絮凝以及两次析晶的方式，提高了磷矿的脱钙率，降低了无机盐中磷的含量。

本发明的技术方案为：

一种从磷矿酸解液中深度提取硫酸钙的方法，包括以下步骤：(1)酸解；(2)酸解液净化；(3)脱钙转晶。所述脱钙净化包括两次析晶过程，一次析晶生成半水合硫酸钙，二次析晶为向一次析晶反应液中加入晶种制备二水合硫酸钙。

优选的，所述酸解步骤为：向粉碎后的磷矿中加入磷矿重量105～110％的硝酸，控温56～60℃搅拌反应1～1.5h，得酸解液。

优选的，所述硝酸的浓度为50～60％。