[發明專利]磷石膏分解方法

有效

• 申請號: 201880083140.6
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN111566051B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: D·迪巴;L·奧馬里;J·沙烏基;A·穆哈德斯普爾
• 申請（專利權）人: OCP有限公司
• 主分類號: C01F11/08
• 分類號: C01F11/08;C01B17/50
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;何晶

本發明涉及一種用于分解存在于磷石膏(PG)中的硫酸鈣(CaSO₄)的方法，所述方法包括以下步驟：a)提供包含磷石膏(PG)和固體碳(C)源的反應器，b)使雙氧(O_z)流與碳(C)源反應以產生一氧化碳(CO)，c)根據以下反應使在步驟a)中獲得的一氧化碳(CO)與磷石膏的硫酸鈣(CaSO₄)反應，以產生氧化鈣(CaO)和亞砜(SO₂)：CaSO₄+CO→CaO+SO₂+CO₂，其中，質量比C/PG在0.2和0.4之間，質量比O₂/PG在0.5和1.5之間。

技術領域

本發明涉及一種將磷酸生產的副產物磷石膏(PG)分解為氧化鈣和二氧化硫的方法。

背景技術

磷石膏CaSO₄·2(H₂O)為使用濕法(最常用的方法)生產磷酸的副產物：

Ca₅(PO₄)₃F+5H₂SO₄+10H₂O→3H₃PO₄+5CaSO₄·2(H₂O)+HF (1)

然后通過過濾從磷酸中分離硫酸鈣。

反應(1)表明，當生產3摩爾磷酸時，產生5摩爾副產物(PG)，即為了生產大量的磷酸，將有大量的PG被排放到環境中。

然而，PG含有硫，可購買該硫以生產用于硫酸生產的二氧化硫。注意，在2008年，硫的價格從35美元/噸上漲至840美元/噸。

此外，水泥廠需要CaO，而CaO通常在非常高的溫度下通過分解CaCO₃來提供。這一過程消耗大量的能量，同時排放大量的CO₂，這是水泥廠對購買PG分解的第二產物CaO非常感興趣的原因。

PG(主要為CaSO₄)分解通常根據以下反應在空氣中在約1400℃的高溫下(成本要求很高)進行：

CaSO₄→CaO+SO₂+1/2O₂ T＝1560℃ (2)

然而，其可以使用還原氣氛(例如，在CO下)在較低溫度下分解[1]：

CaSO₄+CO→CaO+SO₂+CO₂ T＝1100℃ (3)

該方法還需要大量的能量，同時在還原氣氛中產生另一種不期望的副產物(硫化鈣CaS)：

CaSO₄+4CO→CaS+CO₂ T＝1100℃ (4)

然而，通過用純CO還原[1,2]或C-PG固-固反應[3]進行PG分解方法是已知的。所需要的大量能量仍然是使該方法在經濟上不可行的一個障礙。

在以下描述中，磷石膏PG的分解特指CaSO₄的分解。

發明內容

本發明的目的為提供一種生態高效的方法，通過該方法，磷石膏分解同時導致將較多的PG轉化為CaO和SO₂以及較低的CaS產率，同時具有足夠量的用于反應的能量。

因此，本發明涉及一種用于分解存在于磷石膏(PG)中的硫酸鈣(CaSO₄)的方法，所述方法包括以下步驟：

a)提供包含磷石膏(PG)和固體碳(C)源的反應器，