[發明專利]一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的方法

有效

• 申請號: 202010319298.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111559754B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 曹建新;楊林;李玉錄
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C04B11/26;C01B25/01
• 代理公司: 貴州聯德佳為知識產權代理事務所(普通合伙) 52123
• 代理人: 張梅

本發明公開了一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的方法。利用硝酸分解磷礦后，將酸不溶物濾除，首先對酸解液進行部分中和(無沉淀產生)，調控酸解液中鈣離子濃度后，將稀釋酸解液、磷酸和硫酸銨的混合溶液分別升溫至95?110℃，在結晶槽中混合除鈣轉晶，恒溫反應3?6小時后，過濾干燥，即可直接副產出α型建筑石膏產品。本發明具有使酸解液得以用于生產精細磷酸鹽和高水溶性磷肥等產品，同時使酸解液中的鈣資源轉化為α型建筑石膏產品，變“固廢”磷石膏為“產品”石膏，消除磷銨行業副產大量固廢磷石膏帶來的環境風險，促進磷復肥行業調整產品結構、減少固廢排放，推動磷化工產業持續發展的有益效果。

技術領域

本發明涉及一種副產α型建筑石膏的方法，特別是一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的方法。

背景技術

目前，建筑石膏是將天然石膏，或化工副產磷石膏、脫硫石膏、氟石膏等化學石膏在不同溫度(160℃～180℃)下煅燒而成鱗片狀β型半水石膏。該生產技術煅燒能耗較高，且以化學石膏為原料時，還需增加預處理工序，生產成本增大。常壓環境下，溶液結晶可生成α型半水石膏，而不同晶形或形貌的α型半水石膏具有不同的物理力學性質。因此，可以通過調控α型半水石膏晶形或形貌，使其強度達到鱗片狀β型半水石膏強度等級，進而不采用煅燒及預處理的方法制備出建筑石膏產品。

濕法生產磷酸，可用硫酸或硝酸分解磷礦。不論用硫酸還是硝酸分解磷礦，能否經濟且環境友好地從酸溶液中分離鈣，是生產濕法磷酸及其下游產品的關鍵。

硫酸法磷酸工藝已成為一個完整的現代化磷酸工業生產體系。其明顯的特點之一是酸解過程直接生成硫酸鈣沉淀，液固相分離易于實現，使磷酸的生產方法大為簡化。但硫酸僅用于分解磷礦，進而生產氮磷復合肥料時，還需要另外引入氨，肥料通常只含有銨態氮，而生成的硫酸鈣是廢渣。

用硝酸處理磷礦時，硝酸不僅用于分解磷礦，還使復合肥料含有更易于植物吸收的硝態氮，而酸解液的除鈣方法有多種，其中，比較行之有效且工業化的有冷凍法和硫酸鹽法。受經濟可行性的限制，冷凍法除鈣的除鈣率只能控制在70-80％，酸溶液中的鈣離子會在中和過程中生成大量枸溶性或不溶性磷酸鈣鹽或復鹽，降低磷利用率，難以生產精細磷酸鹽和水溶肥等產品；硫酸鹽法除鈣率高，有利于提高硝酸磷肥產品水溶率，母液能用于生產磷銨和其它磷酸鹽產品，但生成的硫酸鈣仍然可能成為廢渣。

本領域急需開發一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的工藝技術，使酸解液得以用于生產精細磷酸鹽和水溶肥等產品，同時變“固廢”磷石膏為“產品”石膏，消除磷銨行業副產大量固廢磷石膏帶來的環境風險，促進磷復肥行業調整產品結構、減少固廢排放，推動磷化工產業持續發展。

用硝酸分解磷礦生產復合肥的技術主要是冷凍法。我國使用冷凍法工藝生產硝基復合肥企業有天脊煤化工集團股份有限公司(原山西化肥廠)，是從挪威引進的NorskHydro冷凍法硝酸磷肥裝置。該裝置使用國內中低品位磷礦生產硝酸磷肥，工藝上存在很多技術問題。貴州芭田生態工程股份有限公司通過技術攻關，在2015年成功完成了國內首套年產30萬噸國產化冷凍法硝酸磷肥裝置試車投產，副產的硝酸鈣主要用于生產硝酸銨鈣肥料。但是其冷凍除鈣率在70-80％，脫鈣母液不能生產精細磷酸鹽和高水溶性磷肥產品。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的方法。本發明具有使酸解液得以用于生產精細磷酸鹽和高水溶性磷肥等產品，同時使酸解液中的鈣資源轉化為α型建筑石膏產品，變“固廢”磷石膏為“產品”石膏，消除磷銨行業副產大量固廢磷石膏帶來的環境風險，促進磷復肥行業調整產品結構、減少固廢排放，推動磷化工產業持續發展的特點。

本發明的技術方案：一種硝酸分解磷礦酸解液除鈣副產α型建筑石膏的方法,包括有以下步驟：

(1)酸解：將磷礦與硝酸進行酸解反應，得粗酸解液；

(2)過濾：將步驟(1)的粗酸解液過濾去除酸不溶物和有機物，得酸解液；