[发明专利]一种用磷石膏生产浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏综合治理和利用的技术领域，具体地，涉及一种用磷石膏生产浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的固体工业废弃物，生产1吨磷酸(以P₂O₅计)可产生4.5-5吨的磷石膏。随着磷肥和高浓度磷酸工业的迅速发展，磷石膏废渣的排放量日益增加。2008年，世界磷石膏年排放量达2.8亿吨，我国也已超过5000万吨，占工业副产石膏的70％以上。磷石膏中硫酸钙的含量超过90％，是一种重要的再生石膏资源，尤其对建筑业来说，将磷石膏作为生产水泥的原料，由于其价格低廉，具有巨大的经济价值。如专利申请号为200810056189，发明名称为磷石膏的硫酸改性方法的发明专利，公开了通过硫酸与磷石膏原料混合，对反应产物进行中和处理后得到改性的磷石膏，可用于制造水泥和石膏。

然而，由于磷石膏中还含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害物质，影响了磷石膏作为原料制备建筑业中水泥和石膏的应用。目前，我国对磷石膏的利用率不超过磷石膏年产量的20％。大部分磷石膏都采取排放、设置堆场等方法处理，因此造成了严重的环境污染，在某些地区，甚至也引起地表水及地下水的污染。

因此，亟待研究新的磷石膏应用和处理方法。

发明内容

为了克服现有技术之不足，本发明提供了一种用磷石膏制备浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法，该方法生产工艺合理，生产设备简单，投资小，利润高，消除了化工废渣，保护了环境。

本发明的技术方案为：一种用磷石膏制备浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法，是将工业产磷石膏用稀盐酸净化后，再与硫酸钠反应，制得浓硫酸，同时联产工业盐和生石膏，其具体步骤如下：

(1)磷石膏的净化：先折算工业磷石膏中所含有的纯物质硫酸钙的量，并配置稀盐酸溶液，将磷石膏与稀盐酸溶液按照硫酸钙和氯化氢纯物质的质量之比为1∶0.34～0.74投入到净化反应器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反应；

(2)而后将反应产物在第一抽滤机(2)中抽滤，得到澄清的氯化钙和硫酸的混合溶液及滤饼；

(3)把步骤(2)中得到澄清的氯化钙和硫酸的混合溶液与硫酸钠按照氯化钙和硫酸与硫酸钠的纯物质的质量比为1∶1.08～1.48投入到合成器(3)中，在缓慢搅拌下进行化学反应；

(4)将步骤(3)制得的反应产物在第二抽滤机(4)中抽滤，得到澄清的氯化钠和硫酸混合溶液和白色的硫酸钙滤饼；

(5)将步骤(4)制得的澄清的氯化钠和硫酸混合溶液投进入减压蒸馏器(5)中进行深蒸馏，待氯化钠全部析出时，将蒸馏液体排入冷却器(6)冷却，从而分离出氯化钠固体和浓硫酸溶液。

步骤(5)所得的氯化钠固体用蒸馏水洗涤后经第一离心机(7)离心，分离得洗涤水和纯净的氯化钠固体、纯净的氯化钠固体经第一粉碎机(8)粉碎后，即得工业盐(14)。

所述洗涤水混合到步骤(5)所得的浓硫酸溶液中进行重蒸精制得到浓度为96％以上的浓硫酸(13)。

所述白色的硫酸钙滤饼用水洗涤后，依次经第二离心机(9)离心脱水，干燥器(10)干燥，第二粉碎机(11)粉碎，即得生石膏(12)产品。

本发明所述用磷石膏制备浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法，其化学反应方程式为：

CaSO₄+2HCl＝＝＝CaCl₂+H₂SO₄

CaCl₂+H₂SO₄+Na₂SO₄＝＝＝H₂SO₄+2NaCl+CaSO₄↓

本发明的有益效果为：本发明是从市场的实际需求出发，采用化学法成功的研发出来用磷石膏制备浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法，该方法生产工艺合理，生产设备简单，投资小，利润高，消除了化工废渣，保护了环境。

附图说明

图1为本发明所述用磷石膏制备浓硫酸联产工业盐和生石膏的方法的工艺流程示意图，其中

1——净化器       2——抽滤机        3——合成器

4——抽滤机       5——减压蒸馏器    6——冷却器

7——第一离心机   8——第一粉碎机    9——第二离心机

10——干燥器      11——第二粉碎机   12——生石膏

13——浓硫酸      14——工业盐。

具体实施方式