[发明专利]一种湿法磷酸溶矿工艺

说明书

技术领域

本发明属于磷石膏生产技术领域，具体的说，涉及一种湿法磷酸溶矿工艺。

背景技术

通常所称的“湿法磷酸”实际上是指硫酸法湿法磷酸，即用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸。硫酸法的特点是矿石分解后的产物磷酸为液相，副产物硫酸钙是溶解度很小的固相。两者的分离是简单的液固分离，具有其他工艺方法无可比拟的优越性。因此，硫酸法生产磷酸工艺在湿法磷酸生产中处于主导地位，硫酸法生产磷酸工艺实质为与磷矿石中的Ca₅F(PO₄)₃与H₂SO₄反应生成CaSO₄.2H₂O、磷酸和HF的过程，但是在磷矿石被分解的同时，磷矿石中的其他无机物杂质也被硫酸分解，发生各种副反应，导致磷酸中杂质含量较多。如：

CaCO₃+H₂SO₄+H₂O—CaSO₄·2H₂O↓+CO₂↑；

MgCO₃+H₂SO₄—MgSO₄·+CO₂↑+H₂O。

同时磷矿石中的杂质也较多，不易发生反应分解，从而导致硫酸法生产磷酸工艺最后得到的大量磷石膏废渣中含有的杂质也较多，而我国每年排放磷石膏多达5000多吨，而其有效利用的不足10%，主要原因也就是磷石膏品质差、杂质多。湿法磷酸产生的磷石膏绝大部分都以堆存的形式放置于堆场，对环境造成不可逆转的负面影响。

但由于磷石膏堆存面临巨大的环境风险，寻找一种经济上可行又环保的磷石膏堆存方式成为国内企业的当务之急。然而，堆存技术再先进，终究土地资源是有限的。终极的解决方案还是要靠综合利用，减少生产产生的磷石膏中杂质的含量，提高磷石膏品质。

现有技术缺点：硫酸法生产的磷酸不够纯，同时生产得到的磷石膏含有许多杂质，对磷石膏不能有效的利用，从而产生堆积，浪费土地资源，污染环境。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种在硫酸法生产磷酸工艺中提高所得磷石膏品质，减少磷酸中杂质的湿法磷酸溶矿工艺。

本发明的目的是这样实现的：一种湿法磷酸溶矿工艺，其关键在于包括以下工艺步骤：首先将过量的磷酸溶液与磷矿粉混合，加热并搅拌发生反应，生成Ca(H₂PO₄)₂溶解于溶液中形成混合溶液；然后将磷矿粉中未溶解的固体滤出，并用水对滤渣进行洗涤，洗涤液与滤液混合形成酸解液；再向酸解液中边搅拌边加入过量的硫酸，静置反应，得到固液混合物，然后通过过滤得到滤液和滤渣，用水洗涤滤渣，再将滤渣烘干粉碎后得到纯度大于96%的磷石膏成品。

上述一种湿法磷酸溶矿工艺，具体操作方法为：

（1）将重量份数为1-10份的磷矿粉与体积份数为80-120份的质量分数为20-40%的磷酸溶液混合，然后水浴加热至70-90℃并搅拌，转速为300-450r/min，反应1-2h，所述磷矿粉中含有的Ca₅F(PO₄)₃与磷酸发生反应，生成Ca(H₂PO₄)₂溶解于溶液中形成混合溶液；所述磷矿粉与磷酸发生的反应为：

Ca₅F(PO₄)₃+7H₃PO₄—5Ca(H₂PO₄)₂+HF；

（2）将步骤（1）形成的混合物进行真空过滤，再用体积份数4-7份的水洗涤滤渣，将洗涤水混入滤液中形成酸解液；

（3）在萃取槽中加入所述步骤（2）形成的酸解液，水浴加热至50-70℃并搅拌，转速为100-250r/min，再在10-30分钟内匀速加入体积份数6-9份的体积分数为98%的浓硫酸，再停止搅拌，静置反应0.5-2h，得到固液混合物，反应方程式为：