[發(fā)明專利]利用中低品位磷礦濕法生產(chǎn)寬濃度磷酸和潔凈石膏的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010291898.4
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN102001636A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉代俊;陳小林;劉芊宏
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C01B25/22
• 分類號: C01B25/22;C01F11/46
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中低品位磷礦的開發(fā)利用，更為具體地說，是涉及一種以中低品位磷礦為原料采用濕法生產(chǎn)寬濃度范圍的磷酸和功能性潔凈石膏的方法。

背景技術(shù)：

隨著世界磷礦資源的逐步枯竭，各國都非常關(guān)注中低品位磷礦的開發(fā)利用。中國有許多學(xué)者對中低品位磷礦濕法生產(chǎn)進行了深入研究，如四川大學(xué)化工系的劉代俊教授所在課題組，長期致力于中低品位磷礦的濕法生產(chǎn)研究，并取得了多方面的研究成果，如針對高硅磷礦的兩段法二水工藝(劉代俊等，利用中低品位磷礦生產(chǎn)磷酸氫鈣的方法，發(fā)明專利，99115057.0?ZL99115057.0?2004.6.2，已授權(quán))，針對高鎂磷礦的脫鎂與回收生產(chǎn)鎂化學(xué)品的工藝(劉代俊等，從高鎂磷礦中回收鎂的工藝方法，ZL200610021647.8，已授權(quán))，抑制磷礦鐵鋁雜質(zhì)酸解浸出的鈍化劑及運用方法(劉代俊等，200910058574.3，已授權(quán))。盡管前兩者工藝已通過中試，但這些工藝都是基于對傳統(tǒng)二水工藝的改進，得到的磷酸為27％P₂O₅以下的低濃度磷酸，得到的石膏即使質(zhì)量較高，但也是二水石膏，若要作為建筑石膏還需要經(jīng)煅燒，耗能較高；同時裝置較大，產(chǎn)能受限制。

中國磷礦資源正處于日益貧化之中，相當多的中低品位磷礦晶粒細小，選礦極為困難，采用現(xiàn)有技術(shù)的濕法工藝很難利用，又由于中低品位磷礦中各種雜質(zhì)含量較高，反應(yīng)活性差，固形物在過濾中淤塞嚴重，所得的磷石膏不僅含液量高，磷損失大，而且難以利用。對于這些中低品位磷礦，不僅普通的半水法工藝難以操作，而且適應(yīng)性較強的二水法工藝也難于進行。

基于磷礦資源正處于日益貧化，現(xiàn)有的濕法工藝處理中低品位磷礦難以取得理想的技術(shù)效果，以及人們對磷化工產(chǎn)品需求不斷增大的現(xiàn)狀，急需開發(fā)一種能直接獲得高濃度磷酸和高質(zhì)量的建筑半水石膏，也可以獲得較低濃度的磷酸和高質(zhì)量的功能性二水石膏，并且能適應(yīng)于雜質(zhì)含量較高的中低品位磷礦的新濕法生產(chǎn)寬濃度范圍的磷酸和潔凈石膏的工藝流程，以便滿足不同的工業(yè)生產(chǎn)要求和市場需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的中低品位磷礦濕法生產(chǎn)磷酸存在的難題，旨在提出一種新的濕法生產(chǎn)方法——新型半水-二水工藝方法，用中低品位磷礦直接生產(chǎn)高濃度或低濃度磷酸，副產(chǎn)高質(zhì)量的建筑半水石膏或功能性的二水石膏，使質(zhì)量較低的中低品位磷礦得以更好的開發(fā)利用，且生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力高。

本發(fā)明提出的利用中低品位磷礦濕法生產(chǎn)寬濃度磷酸和潔凈石膏的方法，主要包括以下工序：

(1)酸解分離工序，粉體磷礦與磷酸加入到酸解反應(yīng)槽于95～105℃下進行酸解反應(yīng)，酸解磷酸的濃度為能保證制備磷酸P₂O₅濃度達到25～46％wt，充分酸解反應(yīng)后將酸解料漿固液分離；

(2)結(jié)晶分離工序，工序(1)分離所得的清液送入到結(jié)晶反應(yīng)槽，加入硫酸于70～110℃下進行結(jié)晶反應(yīng)，硫酸的加入量按結(jié)晶料液中SO₃含量10～65g/L加入，充分結(jié)晶反應(yīng)后進行固液分離，液相為所要制備的磷酸，固相為所要制備的功能性潔凈石膏；

(3)二水酸解和重結(jié)晶分離工序，工序(1)分離所得的渣漿送入到二水酸解反應(yīng)槽，加水對渣漿于65～80℃下進行再酸解，水的加入量為能使再酸解后的磷酸P₂O₅濃度保持在13～22％wt范圍，硫酸的加入量按料液中SO₃濃度5～65g/L加入，充分反應(yīng)后固液分離，分離液送入到工序(2)，分離固渣排放。

在上述技術(shù)方案中，可根據(jù)磷礦所含雜質(zhì)成分的情況，對于工序(1)的酸解過程和工序(3)的再酸解過程，可于其一或于同時加入一定量的硫酸，使液相中的雜質(zhì)結(jié)晶析出。多數(shù)情況下，在工序(1)的酸解反應(yīng)過程中可不加入硫酸，而在工序(3)的再酸解反應(yīng)過程中要加入硫酸，使石膏晶體進行重結(jié)晶，使沒能反應(yīng)完的磷礦石繼續(xù)分解，從而保證析出更多的磷。硫酸的加入量，包括工序(2)的結(jié)晶反應(yīng)過程，取決于磷礦中的雜質(zhì)含量。對于工序(1)，硫酸的加入量一般控制在酸解料液中的游離酸SO₃濃度不大于35g/L；對于工序(3)，硫酸的加入量一般控制在再酸解料液中的游離酸SO₃濃度不大于65g/L，通常是在20～65g/L范圍。