[發明專利]一種化學石膏低溫轉化制粒狀硫酸銨和碳酸鈣的方法

有效

• 申請號: 201210230645.5
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102701256A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 盛勇;周佩;梅勝明;蹇民;譚偉;胡滿川;陳明鳳;鄭開元;江濤;陳鵬
• 申請（專利權）人: 中化化肥有限公司重慶磷復肥工程技術研究中心
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C01C1/24
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明屬于磷化工領域，具體的說，涉及一種大顆粒硫酸銨的制備方法。

背景技術

化學石膏主要包括磷石膏、煙氣脫硫FGD石膏、氟石膏、檸檬酸石膏、硼石膏、鈦石膏和芒硝石膏等。

磷石膏是硫酸分解磷礦石萃取濕法磷酸的副產物，每生產1tP₂O₅就要產生磷石膏4.5～5.5t，顏色呈灰色或微黃色，pH值在2～4之間，主要化學成分為二水硫酸鈣（CaSO₄.2H₂O），含有少量的氟化合物、酸不溶物、磷酸殘液等；目前，全世界每年排放的磷石膏達1.5億t以上；國內每年磷石膏排放量接近5000萬t，與天然石膏年開采量相當。磷石膏的堆存不僅占用大量土地，而且容易對地表（下）水體、土壤、植被、大氣環境造成二次污染，巨額的磷石膏堆場的投資和運行費用，與日俱增的環保壓力，嚴重制約原本利潤就很薄的磷復肥生產企業的生存和發展。煙氣脫硫(FGD)石膏是發電廠、煉油廠、鋼鐵廠等采用的石灰石清除煙氣中的SO₂后產生的廢渣,石灰石-石膏濕法脫硫是主要方法之一,其中含有大量的CaSO₄.2H₂O,故稱為FGD石膏。隨著電力、煉油、冶金行業的環保治理，采用煙氣濕法脫硫副產脫硫石膏，其品位較高、有害雜質少，地區分布較均勻，年產生量超過1000萬t，較磷石膏有價格和品質優勢。氟石膏是以螢石和硫酸為原料生產氫氟酸的過程中產生的一種石膏廢渣,每生產1噸氫氟酸約有3.6t無水氟石膏殘渣。殘渣中含有一定量的殘余硫酸和氫氟酸,另外殘渣排放量大,對環境污染嚴重。目前，化學石膏主要采取堆存方式處置，其綜合利用率僅有10％左右。

硫酸銨作為一種使用歷史悠久的含硫氮肥，外觀為白色或帶淡黃色的斜方菱形細晶粒，因而單一的硫酸銨很難造粒，隨著市場經濟的發展，大型農業機械化發展越來越快，目前的晶體形狀無法滿足農業機械化施肥要求。目前硫酸銨的造粒主要是機械擠壓造粒，或是晶狀硫酸銨與尿素混和熔融造粒，其中擠壓造粒產品強度差，養分流失多。熔融造粒能耗高，利潤空間低。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明的目的在于提供一種以化學石膏為原料同時制造粒狀硫酸銨和碳酸鈣的工藝，解決化學石膏的環境污染及硫酸銨的生產成本問題。

本發明目的是這樣實現的：一種化學石膏低溫轉化制粒狀硫酸銨和碳酸鈣的方法,其特征在于按如下步驟進行：

⑴先對磷石膏、煙氣脫硫FGD石膏、氟石膏、檸檬酸石膏、硼石膏、鈦石膏和芒硝石膏七種化學石膏進行預處理，用70～90℃熱水洗滌去除其中的水溶性磷、三氧化硫以及鉀、鈉、鎂、鋁的可溶性鹽；返回磷酸、磷銨生產系統中，作為工藝水循環復用，或送污水處理廠處理后達標排放。

⑵利用通過預處理后的化學石膏制取硫酸銨溶液副產符合硅酸鹽水泥生產要求的碳酸鈣原料；

（2.1）將來至（1）的化學石膏加水進行再漿，并用氨氣調節溶液pH值在8～10之間，保持在45～50℃的溫度下，進行通入二氧化碳氣體使之進行復分解反應，生成碳酸鈣結晶和硫酸銨溶液；采用陶瓷過濾機或臥式離心機分離碳酸鈣結晶和其他固體雜質，經干燥后得到合格的用于生產硅酸鹽水泥的石灰石原料；濾液為含硫酸銨和碳酸氫銨的混合溶液；

（2.2）加入濃硫酸和磷酸中和步驟（2.1）所得濾液中過量的碳酸氫銨，使其全部碳酸氫銨轉化成硫酸銨溶液或磷銨溶液；采用多效強制真空濃縮器將硫酸銨溶液蒸發濃縮，得到硫酸銨含量為70～90％硫酸銨料漿；

（3）用濃縮得到的硫酸銨料漿進行造粒；

（3.1）將上述步驟（2.2）獲得的高溫硫酸銨料漿經噴嘴加壓霧化后連同造粒粘接劑噴到造粒干燥機料床或料幕上，粘布或粘結成粒，形成粒狀硫酸銨；

（3.2）造粒干燥機的尾氣由尾氣風機抽走，經旋風除塵，收集的粉塵經反料皮帶運輸機返回造粒機，尾氣經除塵后排空；

（3.3）造粒干燥機出來的物料進入篩分機，篩分得到1～4mm顆粒即制得粒狀硫酸銨，冷卻后作為成品去包裝，大于4mm的顆粒經破碎后與小于1mm混合作為反料，用反料皮帶送入造粒干燥機，循環使用。

上述的化學石膏中CaO≥30％。

上述的石膏的低溫轉化過程中通入氨氣并使整個反應過程保持PH值在8～10之間，并在整個反應槽源源不斷分散通入二氧化碳。

上述的石膏的低溫轉化過程中通入的氨氣和二氧化碳均來自合成氨，硫酸中和過量的碳酸氫銨時溶液PH值=6.9～7.1。

上述的中和碳酸銨的硫酸為98％，磷酸為≤30％。