[发明专利]一种生产湿法磷酸副产α半水石膏和高纯度高白度α半水石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法磷酸的生产方法，具体涉及一种生产湿法磷酸副产α半水石膏和高纯度高白度α半水石膏的方法。

背景技术

在传统的湿法磷酸制造过程中，硫酸与磷矿生成磷酸和磷石膏。副产物磷石膏中磷含量一般在1.0％以上，磷含量高于0.5％以上的磷石膏无论是作为化学原料、还是作为建筑材料，都受到许多限制。不少企业磷石膏已经堆积如山，成为社会公害，磷石膏问题已经成为技术难题，成为磷化工行业能否可持续发展的制约因素。

目前，有很多对传统湿法磷酸副产磷石膏进行改进工艺和改善副产产品的研究，其中有以下专利文件：

中国专利文件CN103626143A(申请号：201310620402.7)公布了湿法生产磷酸副产白石膏的生产方法，是先把磷矿粉(浆)和五氧化二磷含量(w％)为16～32的磷酸，于45-70℃范围内，搅拌反应15分钟～60分钟，生成含有固体杂质的混合料浆；混合料浆经过连续或间歇沉淀1.0小时～3.5小时，分层分离得到磷酸和磷酸钙盐混合溶液及含固体物杂质的稠浆；搅拌下，加硫酸(含量(w％)40～98)与磷酸和磷酸钙盐混合溶液反应10分钟～40分钟，沉淀分层，分离得到磷酸和白石膏。该方法得到产品磷酸和白石膏，没有磷石膏生成，消除了磷石膏堆放对大气、土壤及地下水的污染，并且副产品二水白石膏纯度高、白度值高。但是该方法仍然要排出酸不溶物废渣难以处理，而且生成的二水白石膏需要脱水或转晶，才能作为附加值比较高的β石膏或α石膏产品。

中国专利文件CN102001636A(申请号：201010291898.4)公开了一种利用中低品位磷矿湿法生产宽浓度磷酸和洁净石膏的方法，该方法提供了一种新的湿法磷酸的生产方法——半水-二水工艺方法，副产高质量的建筑半水石膏或功能性二水石膏，是中低品位的磷矿得以更好的开发利用。但是该方法仍然需要排出与洁净石膏量相当的固体废渣与二水石膏，难以利用。

中国专利文件CN1421385A(申请号：02128116.5)公开了一种半水-二水磷酸的生产方法。该方法通过控制反应槽中钙的析出率，将硫酸分为两处加入；一部份硫酸加入混酸器与稀磷酸混合后加入到第二反应槽；另一部份硫酸加入到稀磷酸槽，控制稀磷酸中硫酸根浓度为8％～10％SO₄^2-；先制得α半水石膏，然后将α半水石膏转化反应成二水石膏。该方法副产石膏仍为难以直接利用的二水石膏。

中国专利文件CN103086335A(申请号：201310044529)公开了一种二水-半水湿法磷酸工艺生产磷酸联产a-半水石膏的方法，二水部分的生产工艺为：反应槽温度为70℃-80℃，停留时间1.5h-3h，游离硫酸根浓度为1％-2％，生产出的湿法磷酸浓度ω(P₂O₅)为35％-39％。半水部分的生产工艺为：反应槽温度为86℃-94℃，停留时间1h-2h，游离硫酸根的质量浓度6％-8％。半水工艺生产出的磷酸浓度ω(P₂O₅)为10％-15％，作为二水部分的返酸，联产的半水磷石膏结晶水在5-7％，石膏中游离P₂O₅的质量百分数小于0.4％，其晶型为a-半水磷石膏。该工艺二水-半水转晶条件控制不严格，没有用转晶剂控制α半水石膏长径比，虽然能产出α半水石膏产品，但是α半水石膏产品强度低，产品的应用受到限制，而且产品中磷含量仍然偏高。

半水石膏(CaSO₄·1/2H₂O)粉是一种胶结材料，根据杂质含量不同和颜色外观，普通α半水石膏绝大部分生产新型建筑材料，如做水泥絮凝剂等，还有一些石膏制品需要用高纯度高白度优质α半水石膏，如：纤维石膏板、纸面石膏板、石膏吊顶板、石膏砌块、石膏浮雕、以及线条和嵌缝，在装修、装饰中广泛应用；而一种既能生产普通α半水石膏，又能生产高纯度高白度优质α半水石膏的工业化大规模生产工艺，无疑是工业生产和市场上的迫切需求。

经过检索，目前尚未见湿法磷酸能同时副产两种α半水石膏的工业化大规模生产工艺及方法的相关专利及报道。

发明内容