[發明專利]控制半水石膏粗大結晶的方法

有效

• 申請號: 202110431676.6
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113185160B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 郭國清;楊培發;陳志華;趙軍;楊楠;張功喻;李志剛
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: C01B25/229
• 分類號: C01B25/229;C01F11/46
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種控制半水石膏粗大結晶的方法，包括以下步驟：一、包括將磷礦先送入預混區中，與返酸混合、快速分解；二、出預混區的料漿送入溶解區中，在返酸和硫酸的存在下充分溶解,避免生成致密的硫酸鈣包裹薄膜；三、出溶解區的反應料漿送入結晶區中，在濃硫酸的存在下結晶長大；四、出結晶區的反應料漿送入熟化區中，半水石膏結晶進一步長大。本發明方法簡單、易于控制，收率高、能夠有效獲得粗大、均一性好的半水石膏晶體。

技術領域

本發明涉及磷酸生產領域，具體的說是一種用于半水-二水濕法磷酸工藝中的控制半水石膏粗大結晶的方法。

背景技術

半水-二水法生產工藝技術是控制反應條件，先結晶生成半水硫酸鈣，同時伴隨高濃度磷酸，再改變反應條件，水合重結晶生成二水硫酸鈣，稱之為半水-二水法工藝。傳統的半水-二水濕法磷酸的半水工藝中，磷酸依次經溶解、結晶后得到半水石膏，

由于半水-二水法工藝具有P₂O₅收率高，磷酸產品濃度高，酸質量好，磷石膏質量好、能耗低和環境污染小等特點，半水-二水法工藝將成為未來濕法磷酸發展的趨勢。

現有技術中一般考慮的更多的是從提高收率和磷石膏產品質量出發，如公開號105036101B公開了一種半水-二水法濕法磷酸生產工藝及其系統，以磷礦為原料先進行半水反應及過濾工序得到產品磷酸和半水石膏，再將半水石膏進行二水反應及過濾工序得到二水干石膏。通過采用高位閃蒸冷卻器，使液體不會產生暴沸保證系統的穩定運行，通過對溶解槽和結晶槽的形狀進行改進提高原料的利用效率和反應效果。上述工藝在實際運行中發現，仍存在以下問題：(1)半水石膏結晶控制不穩定，晶體大小一般為40～60μm，半水石膏料漿過濾強度一般為3.0～3.7tP₂O₅/m²/d,導致過濾速率低下、半水過濾濾布的堵塞，不利于系統開車率的提高。(2)硫酸濃度控制不夠精確穩定，磷礦表面容易形成致密的硫酸鈣包裹薄膜，阻礙磷礦的分解，惡性循環甚至可能被迫停車進行調整。

因此希望能夠通過對現有半水-二水法生產工藝的進一步改進，在保證高收率的前提下，獲得粗大、均一性好的半水石膏晶體。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種方法簡單、易于控制，能夠有效獲得粗大、均一性好的半水石膏晶體、收率高、過濾效果好的控制半水石膏粗大結晶的方法。

技術方案包括以下步驟：

一、包括將磷礦先送入預混區中，與返酸混合、快速分解；

二、出預混區的料漿送入溶解區中，在返酸和硫酸的存在下充分溶解，其中，控制液相中的硫酸根離子濃度低于CaO濃度2.7wt％～3.4wt％；

三、出溶解區的反應料漿送入結晶區中，在濃硫酸的存在下結晶長大，其中，控制液相中的硫酸根離子濃度高于CaO濃度1.2wt％～6wt％、

四、出結晶區的反應料漿送入熟化區中，半水石膏結晶進一步長大，其中，控制反應漿料在熟化區中的停留時間為0.5h～1.5h。

所述步驟一中，控制預混區液相中的硫酸根離子濃度低于CaO濃度3.6wt％～4.6wt％，溫度90℃～100℃。

所述步驟二中，控制溶解區溫度90℃～100℃，磷酸濃度為36％～42wt％P₂O₅，含固量28wt％～37wt％。

所述步驟三中，控制結晶區溫度90℃～100℃，磷酸濃度為36％-42wt％P₂O₅，含固量28wt％～37wt％。

出所述熟化區的料漿分為兩股，一股加壓返回至預混槽，另一股加壓送入閃蒸冷卻器冷卻后送入半水過濾給料槽，所述半水過濾給料槽下段引入料漿加壓后送半水過濾機，上段引出料漿回送結晶區。