[发明专利]一种湿法磷酸脱硫方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种磷酸脱硫的方法。

技术背景：

在湿法磷酸的生产过程中, 为了提高磷矿的分解率往往加入过量的硫酸, 导致湿法磷酸中含有过量的硫酸根。用磷酸生产磷酸氢钙, 由于过量的硫酸根会产生细小的硫酸钙沉淀，堵塞滤布，影响后续工序, 降低产品的质量, 所以必须将湿法磷酸中的硫酸根予以脱除。目前主要的脱硫剂为钙盐、钡盐、磷矿粉。钙盐比较便宜, 但是可直接利用的钙盐多为固体，难于混合; 磷矿粉虽然可以降低硫含量, 但是往往需矿粉大大过量，由于体系酸度过低，加入的磷矿粉分解率极低，直接引起磷矿消耗升高; 钡盐的脱硫效果好但是如果未充分过滤将产生重金属残留。

磷酸氢钙生产过程中，1吨氢钙产品过滤后产生约8方母液水（请补充母液水主要成分），P2O5含量在1.0-1.5g/l，即1吨氢钙产品中和磷损在2.0-5.0%，如果这些母液水直接外排不但会造成环境污染而且生产水耗用量也特别大，同时磷损增大，生产成本增加。现在很多方法都采用加石灰乳调节pH值，絮凝剂采用聚丙烯酰胺，混凝采用机械搅拌，回收的稠浆经过固液分离，烘干直接得到产品，但是由于通常采用较高的中和pH因此得到的是羟基磷酸钙，该物质流动性极差，极难过滤，因此带来操作性，经济性等一系列问题。

发明内容：

为解决上述技术问题，提供一种既能回收磷酸氢钙母液水中的磷，又能脱除湿法磷酸中硫的方法，本发明通过以下技术方案实现：

一种湿法磷酸脱硫方法，包括以下步骤：

（1） 将生产磷酸氢钙产生的母液水在搅拌状况下加入石灰乳，调pH＞9.0，充分混合，分离沉降，得到固相物稠浆与清液，清液返回本系统与所述母液水混合循环使用；

固相物稠浆的主要成分为Ca₂(PO₄)OH，其主反应方程式见                                               ； 

（2）将步骤（1）所得固相物稠浆按稠浆总P₂O₅/磷酸料浆总P₂O₅=0.05-0.1加入到湿法磷酸料浆中，充分混合，固液分离得到脱硫磷酸和磷石膏。

该过程的主要反应方程式见。

 

发明人通过大量研究发现，湿法磷酸中残留的硫酸根主要是以Fe、Al、Mg盐的形式存在，而不是以硫酸形式残留，因此本领域通常认为的待脱硫磷酸脱硫的机理是体系残留的硫酸与磷矿反应是错误的。因此，发明人克服了在该领域长期存在的技术偏见，设计了一条全新的工艺路线，通过化学平衡磷酸中的阴阳离子，利用回收磷酸氢钙母液水提供的钙盐与硫酸根反应从而达到脱硫目的。 

优选的，在步骤（1）中加入体系10-50 ppm的絮凝剂。

本发明有益效果：本发明将磷酸氢钙母液回收的羟基磷酸钙稠浆直接用于脱硫，不仅避免了后续的过滤烘干等操作，还有效的回收了磷，回收的磷酸盐用于替代矿粉进行磷酸脱硫，又能大幅降低磷矿消耗。减少废物排放，降低了资源和能源的损耗，经济环保。

具体实施方式：实施例1. 

取1kg磷酸氢钙母液水，其P₂O₅=1.5g/l，pH=7.0，加入计量的石灰乳（CaO计10.0%，以质量计），调节pH=9.5，加入体系10 ppm絮凝剂，充分搅拌，收集稠浆，检测上层清液P₂O₅=0.05g/l；湿法磷酸料浆，P₂O₅=200g/l，SO₃=25g/l，加入计量的上述稠浆（以M_SO4/M_CaO=0.95计算，以质量计），充分搅拌，过滤，得到澄清磷酸滤液，P₂O₅=190g/l，SO₃=5g/l，脱硫率约为80%，采用该磷酸制备磷酸氢钙，其各项指标均达到国家标准。

实施例2.