[发明专利]一种低杂质湿法磷酸及高品质α-半水石膏的生产方法

说明书

本发明公开了一种低杂质湿法磷酸及高品质α‑半水石膏的生产方法，涉及湿法磷酸及半水石膏生产技术领域。将磷矿与循环磷酸加入分解槽中，进行分解反应得到酸解料浆；酸解料浆进行沉降分离，底流过滤洗涤后滤饼生产有机硅肥，上清液和洗液加入硫酸进行沉钙反应；得到的二水磷酸料浆进行固液分离，滤液部分返回磷矿分解工序，部分为产品磷酸，滤饼送去结晶转化工序，控制结晶转化条件使二水石膏脱水生成α‑半水石膏。本发明中磷矿在分解工序分离出的酸不溶物等固相物去生产有机硅肥，有效硅大于20％；酸解液用硫酸沉钙后进行分离可获得的P₂O₅质量分数≥36％，MER0.06的湿法磷酸；二水石膏经过结晶转化可得到纯度大于98％、白度大于96％的短柱状α‑半水石膏。

技术领域

本发明涉及湿法磷酸及半水石膏生产技术领域，具体涉及一种低杂质湿法磷酸及高品质α-半水石膏的生产方法。

背景技术

传统湿法磷酸生产过程中，酸不溶物等固体杂质几乎全部进入磷石膏，使石膏质量较低，导致其综合利用困难。目前，我国湿法磷酸产能约2350万吨P₂O₅，每年产量约1649万吨P₂O₅，每年排放磷石膏超过8000万吨，但磷石膏综合利用率不到20％，大量无法利用的磷石膏主要采取堆存处理。磷石膏堆存处理不仅占用大量土地，而且容易对地表(下)水体、土壤、植被、大气环境造成污染。磷石膏堆场的巨额投资及管理运行费用，与日剧增的环保、安全压力，严重制约了磷复肥企业的生存和发展。

中国专利CN103626143A公布了一种生产湿法磷酸副产白石膏的生产方法，该方法先把磷矿与磷酸搅拌反应，生产混合料浆；混合料浆分离得到含有磷酸和磷酸钙盐的混合清液及含有固体杂质的稠浆；混合清液在搅拌下加入硫酸反应，得到含有白石膏的混合料浆，经分离获得磷酸和白石膏。中国专利CN103496729A公布了一种提高磷酸生产过程中副产磷石膏质量的方法，该方法用磷酸与磷精矿反应，之后过滤，得到的含有磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸的滤液，该滤液与浓硫酸继续进行萃取反应，经过滤获得稀磷酸和含二水物97％的磷石膏。上述专利文件中有效的除去了酸不溶物及固体杂质，减少了磷石膏中酸不溶物的含量，提高了磷石膏的质量，但得到的磷石膏为二水物磷石膏，仍需进行后续处理才能得到商品化的石膏产品。

中国专利CN105236778A公布了一种湿法磷酸副产高纯度高白度α-半水石膏及有机无机复混肥的生产方法。该方法将磷酸和磷矿粉进行酸解反应后，向反应混合料浆中添加助滤剂，固液分离、洗涤固相，洗涤后的固相破碎送至造粒机与气氨反应，同时添加不同配方肥料进行造粒得到有机无机复混肥。过滤得到的清液导入脱钙转晶槽，加入硫酸和转晶剂，进行脱钙、转晶反应，固液分离，得到高纯度高白度的α-半水石膏。该发明有效解决了磷石膏性能差的问题，并且获得了高纯高白度的α-半水石膏，但所产磷酸为低浓度磷酸，需浓缩才能使用，能耗高；同时加入转晶剂增加了成本和控制难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低杂质湿法磷酸及高品质α-半水石膏的生产方法，解决现有湿法磷酸中副产磷石膏质量低难以商品化、磷石膏质量高时磷酸浓度低的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种低杂质湿法磷酸及高品质α-半水石膏的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)磷矿分解工序

将磷矿与来自沉钙工序的循环磷酸加入磷矿分解槽中，不断搅拌下，于70～85℃进行分解反应1.5～5h，得到酸解料浆A；将酸解料浆A进行沉降分离，上清液送入沉钙工序，底流进行过滤洗涤，滤液送入沉钙工序，滤饼洗涤后去生产有机硅肥。具体的，洗涤后的硅渣滤饼与氢氧化钾混合均匀后进行高温煅烧，煅烧后破碎，在混入腐殖酸后造粒，得到有机硅肥。

(2)沉钙工序