[发明专利]一种以磷酸为过渡载体生产合成石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体是涉及以磷酸为过渡载体生产合成石膏的方法。

背景技术

传统化学合成石膏（含附产石膏）以钙源的物质与硫酸或硫酸根物质反应生产硫酸钙，但是由于其生产过程中，钙源中的杂质如Si、Fe、Al、Mg、有机物等也一并进入到最终产物中，导致了存在大量杂质、质量差，无法直接、大量利用，有时需要大量的土地堆放，还会对环境造成危害。

发明内容

本发明的出发点是针对传统合成工艺中分解不完全，合成石膏未分离酸不溶物、未中和去除硫酸根等酸性物质，而提出的一种生产过程中预先分离钙源物质中的酸不溶物和去除残留酸，提纯合成石膏的一种方法。

本发明的技术解决方案是，一种以磷酸为过渡载体生产合成石膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）酸解：先将钙源物质加入到过量的磷酸溶液中，在20~120℃温度下进行搅拌反应，反应时间2-3h，然后经过连续或间歇过滤，得到磷酸和磷酸二氢钙混合溶液；

（2）结晶反应：将磷酸和磷酸二氢钙混合溶液放入到反应器中，在搅拌下向反应器中加入硫酸，进行结晶反应，控制硫酸根浓度为15-65g/L，温度为70-80℃，结晶反应时间为3h，然后进行旋流分离，得到稀浆和浓浆，稀浆返回反应器中继续结晶反应；

（3）中和硫酸根：分离得到的浓浆中加入少量步骤（1）产生的磷酸和磷酸二氢钙混合溶液，经搅拌反应去除残留的硫酸根，然后洗涤过滤，分离得到洁净石膏和磷酸，磷酸返回步骤（1）中重复使用。

优选的，所述硫酸为工业废硫酸。

优选的，所述硫酸由含硫烟气制得。

本发明的有益效果是:本发明通过磷酸分离酸不溶解物质，并去除硫酸根离子等酸性物质，生产出的石膏杂质少，白度高，可直接利用。大大减少石膏堆存对大气、土壤造成的污染，有较好的环保效益。

附图说明

图1是传统合成石膏生产的工艺流程；

图2是本发明总流程方框示意图；

图3是FGD合并生产石膏系统制浆部分示意图；

图4是FGD合并生产石膏系统方框示意图。

具体实施方式

下面给合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述本发明内容对本发明做出非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。

实施例1

如图2所示，以磷酸为过渡载体生产合成石膏的方法如下：

（1）首先将CaO大于54%的石灰石制备得到80%过0.125mm（120目）筛网的矿粉，然后与过量27.5%磷酸反应，P₂O₅：CaO质量比达到10以上，在温度65-85℃下反应3小时，萃取料浆中液固比为12，反应完全后磷酸浓度20%，磷酸二氢钙浓度10%，然后通过过滤得到清液和滤渣，萃取率99%，清液即为磷酸和磷酸二氢钙混合溶液;

（2）然后将清液放入反应器中，在反应器中加入硫酸（可为各种浓度或工业废硫酸）进行结晶反应，反应条件：控制硫酸根浓度为15-65g/L，温度为70-80℃，结晶反应时间为3小时，然后对反应后的浆料进行旋流分离，得到稀浆和浓浆，分离得到的稀浆重新加入反应器中进行结晶反应；

（3）分离得到的浓浆中加入稍过量的磷酸和磷酸二氢钙混合溶液，以中和剩余游离硫酸，然后洗涤过滤，分别得到洁净石膏和磷酸溶液，磷酸溶液返回步骤（1）参加反应。

根据需要控制反应温度、磷酸和硫酸浓度可生产二水石膏、半水高强石膏、无水石膏。

实施例2

将实施例1的系统与FGD（烟气脱硫）系统相结合来生产洁净石膏，具体如下：将FGD系统中的制浆系统更换为如图3所示的系统，将原有的FGD系统改造为如图4所示的系统。

（1）首先将CaO大于54%的石灰石制备得到80%过0.125mm（120目）筛网的矿粉，然后与过量13%磷酸反应，P₂O₅：CaO质量比达到10以上，在温度65-85℃下反应3小时，萃取料浆中液固比为28，反应完全后磷酸浓度10%，磷酸二氢钙浓度4.8%，然后通过过滤得到清液和滤渣，萃取率99%，清液即为磷酸和磷酸二氢钙混合溶液；