[发明专利]一种低温分解磷石膏的方法

说明书

本发明专利提供了一种低温分解磷石膏的方法，属于磷化工处理技术领域。具体方案为：将磷石膏在金属离子溶液中预处理，把干燥后的磷石膏置入管式炉中，在氮气氛围下通入CO，于500~900 ^oC下将磷石膏还原为CaS，再切换氧气将CaS氧化成CaO，实现磷石膏的低温分解。本方法具有分解温度低、广阔的应用前景等优势。

技术领域

本发明涉及了一种低温分解磷石膏的方法，具体是磷石膏通过两步进行分解，过程简易，分解的温度较低，属于磷化工处理技术领域。

背景技术

磷石膏是工业湿法磷酸生产过程中采用硫酸与磷矿石反应产生的固体废弃物，其主要成分是二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O），杂质主要有SiO₂、P₂O₅、F化物及Mg、Al等金属氧化物。中国作为世界第一大磷肥生产国，同时也是第一大磷石膏副产国，湿法磷酸生产过程中，每制取1吨磷酸约产生4-5吨磷石膏。磷化产业快速发展的同时，磷石膏也成为行业内难以解决的问题。我国磷石膏累积堆存量超过7亿吨，年排放量高达8000万吨，而利用率不足40%。大多数的磷石膏直接露天堆放或倾入海洋，不仅造成资源浪费、环境污染，还会影响社会发展、威胁人类安全。磷石膏目前在建材、化工产品、农业生产等方面应用广泛，其中消耗量最多的是磷石膏分解制CaO联产硫酸。磷石膏所存在的分解能耗高、分解温度高、投入的经济成本大，后期经济效益不理想等技术问题需改善。因此，降低磷石膏的分解温度及增大效益是目前最重要的研究方向。

发明专利CN101357773B中公开了一种降低磷石膏分解温度的方法，分别将气体还原剂CO、H₂S，固体还原剂粉煤灰、煤矸石等粉体以及气-固、固-固复合还原剂作为外加剂加入磷石膏分解，采用双气氛反应，降低磷石膏分解温度而又保证高的分解率和脱硫率，该方法将磷石膏分解温度降低至≤1000 ^oC，分解率≥95%，并且可以稳定的回收SO₂资源。

发明专利CN101186281B中公开了一种磷石膏制酸过程中降低磷石膏分解温度的方法，磷石膏制酸联产水泥熟料过程中以煤做还原剂，加入以MgO、NaCl、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主要成分的复合型催化剂，该方法将磷石膏分解温度降低至700~750 ^oC，降低了能耗，同时生成的钙的化合物可直接作为优质水泥熟料，SO₂可直接用作制酸原料。

发明专利CN105036170A中公开了一种磷石膏分解制备氧化钙的方法，在还原气氛-氧化气氛循环两次分解生成CaO，生产出来的CaO可以用作填充剂、干燥剂，制造电石、纯碱、漂白粉等。

发明专利CN101456542A中公开了一种一氧化碳还原分解磷石膏的方法，在温度750~850 ^oC，N₂气氛下通入CO还原分解磷石膏。尾气中SO₂体积百分含量≥10%，直接用作制二转二吸制酸工艺生产硫酸的合格原料气，固体渣料成分为CaO≥70wt%，可以用作水泥熟料。

发明专利CN103466675A中公开了一种磷石膏低温分解的方法，在一氧化碳气氛下，用Fe-Ni复合催化分解磷石膏，该方法将磷石膏分解温度降低至570~630 ^oC，达到了节能减耗的目的，同时生成的CaO可用作优质水泥熟料，而生成的SO₂可用作制酸原料气。

以往的磷石膏分解技术一般存在如下问题：分解温度较高、分解过程复杂、产物成分较多、产物收率较低、能耗高。若能在降低磷石膏分解温度的基础上，简化操作步骤，增加产物收率，简化产物成分，为磷石膏的资源化利用创造条件，增加资源的回收利用率。

发明内容