[发明专利]一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法

说明书

本发明公开了一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法，包括如下步骤：步骤100、通过含氨的相转移剂将磷石膏转化为可溶性钙离子溶液；步骤200、通过沉淀反应将可溶性钙离子溶液中的钙离子转化为碳酸钙沉淀；步骤300、在沉淀反应进行的过程中自动移除生成的碳酸钙沉淀；步骤400、重复步骤300直至无碳酸钙沉淀生成，将剩余液体浓缩结晶并获得硫酸铵；本发明在沉淀反应进行的过程中不断移除生成的碳酸钙，一方面移除的碳酸钙沉淀降低了整个反应液的搅拌难度，提高了各反应物的碰撞概率从而增加了钙离子的转化率，另一方面从反应平衡来说，不断移除生成物，促使整个反应平衡向沉淀反应的生成物方向移动，从而进一步提高了碳酸钙的产率。

技术领域

本发明涉及工业副产石膏的综合利用技术领域，具体涉及一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产企业排放的废渣，生产1吨磷酸(以100％P₂O₅计)产生4.8～5.0吨磷石膏。目前，世界磷石膏产量已超2.8亿吨，而我国的产量也已超过5千万吨，综合利用率不到30％。磷石膏主要是二水硫酸钙，其中含磷、氟、铁、铝、镁、硅等少量有害杂质，pH值4～5。磷石膏主要作为水泥缓凝剂、石膏砖等建筑材料使用，但磷石膏含磷、氟等杂质的特性，严重制约了其在建筑行业的大量使用。因此，需要开发不同的途径扩大磷石膏的综合利用。

目前常用的由磷石膏制备轻质碳酸钙和/或硫酸铵的方法主要为复分解法，包括复分解反应制硫酸铵、粗品碳酸钙的再资源化2个主要步骤。但该方法通过强酸浸取，较好地解决了不溶性杂质的去除问题，但同时也带来所生成的CO₂的净化和再利用的问题；流程中包括强酸浸取和2次碳化反应，工艺流程长、成本高，且存在二次污染。

因此现有技术针对上述复分解法工艺中存在的主要不足，采用相转移沉淀法提取磷石膏中的钙离子，提高钙离子的利用率，在沉淀反应的过程中。需要不断搅动反应液以增大各反应物的接触面积以提高钙离子的转化率。

由于沉淀反应在一定程度上是可逆反应，随着碳酸钙的不断生产，抑制了沉淀反应的正向进行，影响碳酸钙的生成，另外，在整个反应过程中，随着碳酸钙的生成，在搅拌的过程中使得反应体系变得浑浊，而且随着碳酸钙的不断积累，还会影响反应过程中的搅拌，以上原因是当前相转移沉淀法制备碳酸钙导致碳酸钙的产率不高的主要原因。因此，产物碳酸钙的及时转移成了该工艺中影响产率的至关重要的因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法，以解决现有技术中因为产物碳酸钙不能及时转移而导致产率不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法，包括如下步骤：

步骤100、通过含氨的相转移剂将磷石膏转化为可溶性钙离子溶液；

步骤200、通过沉淀反应将可溶性钙离子溶液中的钙离子转化为碳酸钙沉淀；

步骤300、在沉淀反应进行的过程中自动移除生成的碳酸钙沉淀；

步骤400、重复步骤300直至无碳酸钙沉淀生成，将剩余液体浓缩结晶并获得硫酸铵。

作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，获得所述可溶性钙离子溶液具体包括：

步骤101、对磷石膏进行水洗以除去可溶性杂质，并配置预设量的相转移剂溶液；

步骤102、将水洗后的磷石膏等量均分为多份，并将多份磷石膏以预设的时间间隔投入相转移剂溶液中进行搅拌反应；

步骤103、搅拌预设时间后，室温下过滤出去不可溶性杂质以获得可溶性离子溶液；