[实用新型]一种用于湿法磷酸生产的硫酸钙结晶装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及磷酸生产领域，具体涉及一种用于湿法磷酸生产的硫酸钙结晶装置。 

背景技术

由磷矿制取磷酸和磷肥的化学加工方法可分为用无机酸处理和高温处理两大类，其中用硫酸分解磷矿是磷酸和磷肥生产的最主要方法。但是在酸分解磷矿的生产过程中长期以来存在着诸多问题。比如，酸解磷矿生产磷酸、过磷酸钙、重钙以及复合肥料时，涉及到的主要反应过程都存在有硫酸钙的结晶，结晶过程带入有机、无机杂质形成大量磷石膏。目前，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%上。磷石膏的产生量将随着高浓度磷复肥产量的提高而大幅度增加。 

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙，此外还含有多种其他杂质，如石英、未分解的磷灰石、不溶性P₂O₅、共晶P₂O₅、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐。同时，生产过程中，溶液中的HPO₄^2-根取代石膏晶格中部分SO₄^2-。 

  据统计，每生产一吨磷酸(100%P₂O₅)产生磷石膏5-6t(干基)，实物量约7t。磷石膏除含CaSO₄ 外，还含有未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质，这些杂质影响磷石膏的利用。 

目前，绝大部分磷石膏被当作废物丢弃。排出的磷石膏废渣一是占用大量土地，二是堆场投资大、运营费高，三是浪费了宝贵的硫资源，四是污染环境。 

通过改变结晶条件和结晶工艺，可以得到杂质含量较少的磷石膏，再利用先进的煅烧技术将磷石膏中的二水硫酸钙转变成半水磷酸钙就可用作石膏建筑材料，如石膏板材、石膏砌块、抹灰石膏粉、石膏天花板、石膏角线、石膏砖、石膏黏胶剂、石膏灰浆配料、水泥缓凝剂、石膏精粉等。 

诱导结晶法是对传统沉淀法的改进，通过外加固体物质作为晶种，加快不饱和溶液结晶速度，减少自成核晶种地生成，从而增大晶体颗粒度和纯度。广泛应用于冶金、轻工、化工等领域，近年来更推广应用于氨基酸、蛋白质等生物制品的提纯和研究。 

发明内容

针对目前国内磷石膏大部分被当作废物丢弃、堆埋的现状，基于诱导结晶法和真空盘式过滤机的联合使用，本实用新型涉及一种用于湿法磷酸生产的硫酸钙结晶装置。应用表面活性剂作为辅助结晶手段，目的在于获得可以直接用于工农业生产的含杂质较少的磷石膏，同时增加经济效益和减少环境污染。 

为达到上述目的，本实用新型提出一种新硫酸钙结晶装置设计方案，其特征在于包括：磷矿酸解反应槽、真空盘式过滤机 、晶种罐、降温结晶罐和真空盘式过滤机，磷矿酸解反应槽通过进料泵及聚四氟乙烯管连接真空盘式过滤机，真空盘式过滤机通过聚四氟乙烯管连接降温结晶罐，晶种罐通过泵及聚四氟乙烯管连接降温结晶罐，接降温结晶罐通过泵及聚四氟乙烯管连接真空盘式过滤机。所述的降温结晶罐从晶种罐中加入一定量诱导晶种，并由外部冷却盐水降温一定时间后，固液混合物通过输送泵打到盘式过滤机分离，晶体通过过滤机刮片收集后进入水洗装置，烘干后可得硫酸钙合格成品。 

所述诱导晶种包括一定量的硫酸钙晶体成品和一定量的表面活性剂等，所采用的诱导晶种量及结晶温度降低速度等根据磷矿品质有不同选择。 

综上所述，本实用新型引入诱导结晶法和真空盘式过滤机能有效分离磷石膏中无机固体杂质，减少晶体颗粒总数，通过水洗去除水溶性杂质，增加磷石膏纯度。与现有湿法磷酸生产技术相比，增加了过滤和添加晶种步骤，但可获得能用于工农业生产的含杂质较少的磷石膏。 

附图说明

图1为本实用新型所述的硫酸钙结晶装置结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。