[發明專利]利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法

在審

• 申請號: 201810658277.1
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108439451A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 李兵;鄭開元
• 申請（專利權）人: 中化重慶涪陵化工有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C01C1/24;C01C1/16
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚春艷

本發明提供了一種利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法，磷石膏在濃硫酸和稀磷酸混酸體系下，將二水硫酸鈣結晶轉化為半水硫酸鈣結晶得到凈化磷石膏，然后通過一次轉化反應得到粗酸鈣，粗碳酸鈣再溶解在鹽酸溶液中，過濾得到氯化鈣溶液，氯化鈣溶液最后經過二次轉化反應得到碳酸鈣產品。得到優質的輕質碳酸鈣產品，其質量可以與傳統工藝利用天然石灰石生產的相媲美。輕質碳酸鈣用途廣泛，用量大，可以大大減少磷石膏固體廢棄物的產生。本發明能耗較低、無二次污染物排放，實現了磷石膏的資源化再利用，變廢為寶，將徹底解決磷化工生產企業的困境。

技術領域

本發明涉及一種磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法，屬于化工生產技術領域。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產企業排放的廢渣，生產1噸磷酸(以100％P₂O₅計)產生4.8～5.0噸磷石膏。目前，世界磷石膏產量已超2.8億噸，而我國的產量也已超過5千萬噸，綜合利用率不到30％。磷石膏主要是二水硫酸鈣，其中含磷、氟、鐵、鋁、鎂、硅等少量有害雜質，pH值4～5。磷石膏主要作為水泥緩凝劑、石膏磚等建筑材料使用，但磷石膏含磷、氟等雜質的特性，嚴重制約了其在建筑行業的大量使用。因此，需要開發不同的途徑擴大磷石膏的綜合利用。

輕質碳酸鈣的用途非常廣泛，可以用在橡膠行業、塑料行業作為填充劑，油漆、涂料行業作為改性劑等等。

傳統輕質碳酸鈣生產工藝是以石灰石為原料，其生產工藝為:石灰石緞燒(超過900℃)—熟石灰消化—石灰乳碳化—固液分離—干燥—包裝。此工藝需要消耗大量的天然石灰石，同時能耗高，環境污染大。我們希望通過利用磷石膏固體廢棄物生產輕質碳酸鈣，一方面解決磷石膏堆放難題，另一方面更能減少天然石灰石的開采，一舉兩得，具有較高的經濟、環保價值。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于：首先讓磷石膏在濃硫酸和稀磷酸混酸體系下，將二水硫酸鈣結晶轉化為半水硫酸鈣結晶得到凈化磷石膏，然后通過一次轉化反應得到粗碳酸鈣，粗碳酸鈣再溶解在鹽酸溶液中，過濾得到氯化鈣溶液，氯化鈣溶液最后經過二次轉化反應得到碳酸鈣產品。

上述方案的具體工藝為：按以下步驟制備：

(1)、在預混槽中加入質量濃度為98％的濃硫酸和P₂O₅含量為10～20％的稀磷酸，然后再加入磷石膏攪拌分散均勻得到分散料漿，加入的濃硫酸和稀磷酸的量滿足整個分散料漿反應體系中按照質量濃度SO₃的含量為10～15％、P₂O₅的含量為10～20％；

再將分散料漿泵入轉晶槽，控制反應溫度在50～80℃，攪拌反應，反應結束后，過濾、濾餅洗滌得到凈化磷石膏；

(2)、一次轉化反應，將得到的凈化磷石膏加入轉化反應器中，用工藝水調節液固比1-2：1，通入氨氣和二氧化碳氣體經過轉化反應得到碳酸鈣料漿；

(3)、將碳酸鈣料漿過濾，濾餅洗滌后送入酸化分解槽中，加入稀鹽酸溶液溶解，然后過濾得到氯化鈣溶液；

(4)、二次轉化反應，將氯化鈣溶液再次泵入轉化器中，先通入氨氣調節反應液pH5-7，再通入二氧化碳反應，反應過程中同時通入氨氣，保證反應液pH5-7，反應結束后過濾、干燥得到碳酸鈣產品。

采用上述方案，在步驟(1)中，將磷石膏加入硫酸與磷酸組成混酸體系，將二水石膏全部轉晶為半水石膏。磷石膏結晶形態的轉變，充分釋放了二水石膏晶體間包裹的雜質。在除雜的過程中，同時可以回收了磷石膏中夾雜的磷、鐵、鋁鎂等元素。過濾后的半水硫酸鈣中磷、氟等雜質減少70％以上。