[发明专利]一种湿法磷加工生产α-半水石膏的方法

说明书

本发明公开了一种湿法磷加工生产α‑半水石膏的方法，湿法磷酸副产α‑半水石膏技术领域。将浓硫酸、磷矿浆、回磷酸D加入萃取槽中进行反应，得到料浆A；料浆A经沉降加超重力沉降分离，获得产品湿法磷酸和含固大于39％的二水石膏料浆B；将二水石膏料浆加入结晶转化槽，再加入浓硫酸，进行晶型转化得到料浆C；将料浆C打入过滤机，分离出滤液和石膏滤饼，滤饼用热水经三次逆流洗涤得到洗液和石膏湿料，滤液和一洗液混合为回磷酸D返回萃取槽循环使用；石膏湿料经干燥获得α‑半水石膏。本发明以传统二水湿法工艺为基础，通过增加结晶转化工序，磷收率提高至99％以上，获得达到JC/T2038‑2010高强α型石膏C30级要求的洁净α半水石膏，可直接利用作为商品出售。

技术领域

本发明涉及湿法磷酸副产α-半水石膏技术领域，具体涉及一种湿法磷加工生产α-半水石膏的方法。

背景技术

磷酸是一种重要的化工产品及化工深加工原料，目前的磷加工主要是热法磷酸生产和湿法磷酸生产两大类，其中，热法磷酸的杂质含量低，有利于磷酸的深加工，但生产成本高；湿法磷酸由于杂质含量高，一定程度上限制了湿法磷酸的应用范围，过往主要用于生产磷肥、复合肥，但随着湿法磷酸净化的发展，依托生产成本低的优势，湿法磷酸的应用得到较大的发展。湿法磷酸生产是用硫酸等分解磷矿石，得到的磷酸料浆经过滤后获得产品磷酸和磷石膏。由于控制工艺条件的不同，硫酸钙结晶可以是二水物、半水物及无水物等三种不同的水合形式存在。为此，按照硫酸钙水合结晶的不同，湿法磷酸生产流程有：①二水物流程；②半水物流程；③无水物流程；④二水-半水再结晶流程；⑤半水-二水再结晶流程。

我国湿法萃取磷酸生产工艺80%以上都是采用二水物流程，该流程具有工艺简单、技术成熟、对磷矿种类适应性强的特点。但是二水物生产流程的磷矿转化率偏低（96%左右），副产的二水磷石膏杂质含量及结晶水含量高，再利用的生产处理能耗、成本居高不下，导致磷石膏的利用受影响，目前主要以堆置为主，由于石膏堆场的限制，磷石膏的堆放成为湿法磷酸生产的瓶颈，同时给环境造成一定污染。为此，传统湿法磷酸生产急待改进，以提高磷矿中的磷利用率，减少磷石膏中杂质含量，提高磷石膏的再利用，成为湿法磷酸生产的当务之急。

中国专利CN103086335A公布了一种二水-半水湿法磷酸工艺生产磷酸联产α-半水石膏的方法，该发明二水部分获得w（P₂O₅）为35~39%的湿法磷酸，半水部分w（P₂O₅）为10~15%，作为二水部分的返酸，获得的半水石膏结晶水在5%~7%、游离P₂O₅质量分数小于0.4%，晶型为α-半水石膏。该发明提高了总磷回收率，但获得的半水石膏总磷含量偏高，强度低，产品的应用受到限制。

中国专利CN105253867 A公布了一种湿法磷酸副产α半水石膏的生产方法，该发明采用磷矿粉和稀硫酸进行萃取反应，得到的混合料浆部分进行分离，分离得到清液作为产品磷酸，分离出的固相与剩余的混合料浆转移至转晶槽，向转晶槽中加入硫酸和转晶剂在一定条件下反应获得半水石膏料浆，经过滤分离、干燥得到石膏粉。该发明获得了α-半水石膏强度高，解决了磷石膏性能差的问题，但转晶时加入了转晶剂，增加了成本。

中国专利CN107840317 B公布了一种一步二水-半水湿法磷酸生产工艺，该发明采用磷矿浆、浓硫酸与磷石膏洗涤液混合进行萃取反应，获得含固24~26%、P₂O₅浓度36~38%的二水石膏料浆；再将二水石膏料浆转入转化养晶槽，加入浓硫酸在一定条件下转化为半水石膏料浆；半水石膏料浆经旋流分离器分级形成底层料浆和上层料浆，上层料浆分离获得半水石膏，底层料浆分离后经石灰水中和后堆存。该专利解决了二水过滤滤布冲洗水过大而无法实现系统水平衡的问题，同时获得α-半水石膏；但副产的另一部分石膏杂质含量高，晶型差，难以利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿法磷加工生产α-半水石膏的方法，解决现有湿法磷酸副产α-半水石膏制备方法复杂、产品性能差无法直接利用的问题。