[發明專利]一種常壓下凈化磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法

在審

• 申請號: 202110101811.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112941632A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 彭操;馬航;萬邦隆;王國棟;張振環
• 申請（專利權）人: 云南云天化股份有限公司
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B29/62;C30B7/10
• 代理公司: 昆明普發諾拉知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53209
• 代理人: 葛玉軍;王思

本發明公開了一種常壓下凈化磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法，涉及半水硫酸鈣晶須制備技術領域。所述方法先將磷石膏經浮選脫除硅、有機質等雜質，得到凈化磷石膏；再將凈化磷石膏和硫酸?磷酸混合溶液配成進化磷石膏質量濃度為30～40％的料漿；然后將料漿在90℃～110℃條件下進行水熱反應轉晶，在常壓下反應0.5～2h，得到轉晶料漿；將轉晶料漿進行過濾、洗滌、干燥后，得到半水硫酸鈣晶須產品。本發明工藝簡單，生產成本低，可與現有濕法磷酸生產工藝相結合，所制備的半水硫酸鈣晶須具有直徑細小、長徑比高，還具有生產時間短，轉化效率高，反應條件溫和，無需高壓反應設施，硫酸?磷酸混合溶液可循環再利用等優點，具有顯著的社會、經濟及環保效益。

技術領域

本發明涉及半水硫酸鈣晶須制備技術領域，具體涉及一種常壓下凈化磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產中的副產物，通常生產1噸磷酸(以100％P₂O₅計)會產生4.8～5噸磷石膏。磷酸是制備各類磷復肥的基礎原料，隨著磷復肥需求的不斷增長，磷酸的產能在不斷提高，隨之磷石膏的產量也越來越大，但磷石膏的綜合利用率低。磷石膏的主要成分是二水硫酸鈣，其中含磷、鐵、鋁、硅等有害雜質，還含有少了有機質，pH值4～5，這些雜質和有機質的存在嚴重制約了磷石膏的使用，然而長期堆積處理不僅浪費大量土地，其中的有害物質還會對環境造成污染。

半水硫酸鈣晶須是以石膏、石灰石、方解石等為主要原料，通過一定的工藝控制，以單晶形式生長，形成的一種細小纖維狀亞納米材料，具有強度高、耐磨耗、耐腐蝕、無毒、易與聚合物復合等優點，在建材、塑料、樹脂、橡膠、造紙、瀝青等行業有著廣泛的運用。磷石膏中二水硫酸鈣含量高，如能加以凈化，將是制備半水硫酸鈣晶須的理想原料。

專利CN106480507A公開了一種磷石膏制備低成本半水硫酸鈣晶須的新工藝，該工藝是以浮選磷石膏為原料，粉磨混勻后的原料加水調漿，加入一定量的轉晶劑和工業級硫酸或鹽酸，在120～140℃壓力反應釜中反應保溫時間2h，待反應完全后，快速過濾、脫水，大于80℃溫度干燥，即得半水硫酸鈣晶須。其中濾液含有轉晶劑和硫酸，返回步驟中繼續循環使用。該工藝反應溫度高，需要添加轉晶劑，在高溫下鹽酸對設備腐蝕嚴重。

專利CN105350066A公開了一種磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法，該方法是采用浮選脫硅磷石膏為原料，通過鍛燒、洗滌活化、水壓熱工藝制備半水硫酸鈣晶須。該方法工藝流程復雜，原料需進行煅燒，成本較高。

專利CN110747503A公開了一種常壓下微波輻照磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法，該方法是以微波輻照取代水浴、油浴、蒸壓等常規加熱方式，利用磷石膏中存在的高介電常數雜質及醇水溶液中的醇、水吸收電磁波，常壓下以磷石膏為原料在醇水-硫酸鹽溶液中制備半水硫酸鈣晶須。該方法獲得的產品穩定性差，純度不夠高。

專利CN110541188A公開了一種利用二水硫酸鈣制備高長徑比半水硫酸鈣晶須的方法，將二水硫酸鈣與堿液混合后進行細磨，同時使雜質元素與堿液充分反應轉入液相，再取固相進行酸浸除雜，脫除碳酸鹽、氧化物等；反應后再取固相加入氧化劑，脫除有機質，得到純凈的二水硫酸鈣后，再通過水熱反應，加入晶型調控劑，將二水硫酸鈣轉化為半水硫酸鈣晶須漿料，再經過濾干燥得到半水硫酸鈣晶須。通過對原料二水硫酸鈣進行物理、化學脫除原料中的無機、有機雜質，使得得到的半水硫酸鈣純度高、長徑比大，以此提高產品的附加值。該方法工序多，工藝流程復雜。

綜上所述，前人在磷石膏制備半水硫酸鈣晶須方面做出了卓有成效的工作，但尚存工藝復雜、晶須產品不穩定、生產成本高等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種常壓下凈化磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法，解決現有技術中磷石膏除雜工序復雜、晶須轉化過程需添加轉晶劑導致的生產成本高的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：一種常壓下凈化磷石膏制備半水硫酸鈣晶須的方法，其特征在于包括如下步驟：