[發明專利]以氟石膏為原料生產硫酸鉀聯產超細輕質碳酸鈣的方法

無效

• 申請號: 200910064304.3
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN101486475A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 皇甫根利;劉海霞;張梅;劉曉霞;張運祥;李潔
• 申請（專利權）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C01D5/00
• 分類號: C01D5/00;C01F11/18;B09B3/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳 浩;牛愛周

技術領域

本發明涉及一種以氟石膏為原料生產硫酸鉀聯產超細輕質碳酸鈣的方法。

背景技術

超細輕質碳酸鈣是80年代后期發展起來的一種新型超細固體材料，作為無機填料現已廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等工業產品中。輕質碳酸鈣工業化生產主要方法是以石灰乳通入CO₂氣體進行碳化反應所制備。硫酸鉀是無色結晶體，吸濕性小，不易結塊，物理性狀良好，施用方便，是很好的水溶性鉀肥，廣泛的應用于農業、醫藥、食品、軍工等領域。

氟石膏是氫氟酸制備過程中的副產品，CaSO₄含量達92％以上。氟石膏(CaSO₄)由于難溶于水、水化緩慢、凝結能力差、不具有早期強度等缺點，一直沒有得到很好的應用。目前，部分氟石膏用作水泥的外加劑，而大部分氟石膏在稍加中和處理后就作為一種固體廢棄物堆存，這不僅占用大量的土地，還污染土壤和地下水環境，對環境造成破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種以氟石膏為原料生產硫酸鉀聯產超細輕質碳酸鈣的方法，提高廢棄物氟石膏的利用率，以實現變廢為寶及對環境的保護。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種以氟石膏為原料生產硫酸鉀聯產超細輕質碳酸鈣的方法，包括以下步驟：

①將氟石膏經熱水洗滌、烘干后，粉碎成過-40～-200目篩子的氟石膏粉；

②將氟石膏粉加水配成5～50％的氟石膏料漿；

③向氟石膏料漿中加入表面活性劑，攪拌20～30分鐘；再按照反應計量比加入過量5～40％的碳酸鉀，密閉常溫攪拌反應4～6小時；

④反應完畢后過濾，濾餅洗滌至洗水用氯化鋇溶液檢測無白色沉淀，干燥濾餅即得到超細輕質碳酸鈣；

⑤將步驟④所述中洗滌濾餅的洗水進行回收循環利用，將循環使用后的洗水和步驟④中過濾所得到的濾液經熱濃縮、冷卻結晶、干燥得到硫酸鉀；

⑥將結晶后所得到的溶液加熱蒸干回收碳酸鉀。

所述表面活性劑的加入量為氟石膏重量的0.2～5％。

步驟③所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

所述超細輕質碳酸鈣的顆粒粒度為0.01～0.1μm。

本發明的方法將氟石膏轉化為具有一定經濟價值的硫酸鉀，使得被作為固體廢棄物堆存的氟石膏得到很好的回收利用，這不僅解決了氟石膏的廢棄堆存所帶來的對土地資源的浪費，及對土壤和環境的污染，而且由于采用了廢棄物氟石膏為主要原料，采用本發明的方法所制得的產品硫酸鉀的成本較低，因此提高了產品的市場競爭力，同時，采用本發明方法還能聯產超細輕質碳酸鈣，進一步的提高了氟石膏的利用率和產品的市場競爭力。在本發明的方法中對洗水的多次重復使用后再進行硫酸鉀的二次提取，防止產品硫酸鉀的流失，提高了產品硫酸鉀的產率；而且對結晶后的溶液進行碳酸鉀的回收利用，提高了原料的利用率，降低了生產的成本。

本發明的方法所涉及到的化學反應式如下：

CaSO₄+K₂CO₃→CaCO₃+K₂SO₄

該沉淀轉化反應進行地較為完全。本發明的方法步驟中，對取得的氟石膏進行熱水洗滌烘干，用于除去氟石膏中的一些雜質；在配制料漿之前將氟石膏進行粉碎，有利于產品輕質碳酸鈣超細顆粒的形成；在反應物中加入表面活性劑，有利于控制反應生成的碳酸鈣顆粒的生長速度，使得生產的輕質碳酸鈣的顆粒粒度為0.01～0.1μm。

采用本發明方法制得的硫酸鉀和聯產的超細輕質碳酸鈣，其產品的質量要優于其它方法，其產品質量的分析結果如表1、2所示，其中大部分指標均低于工業品或農業品的技術要求；而且，本發明的方法操作步驟簡單易行，具有很好的經濟前景和社會效益，易于推廣應用。

表1利用本發明的方法所生產的超細輕質碳酸鈣產品質量分析結果

表2利用本發明的方法所生產的硫酸鉀產品質量分析結果

具體實施方式

實施例1

本實施例的以氟石膏為原料生產硫酸鉀聯產超細輕質碳酸鈣的方法包括以下步驟：

①將氟石膏經熱水洗滌、烘干后，粉碎成過-40目篩子的氟石膏粉；

②將氟石膏粉加水配成5％的氟石膏料漿；

③向氟石膏料漿中加入氟石膏重量的0.2％的表面活性劑，攪拌20分鐘；再按照反應計量比加入過量5％的碳酸鉀，密閉常溫攪拌反應4小時；