硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法的製作方法

2023-09-19 14:16:20 3

專利名稱：硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法的製作方法
技術領域：
本發明屬於硫酸鈣晶須與溼法磷酸的製造技術領域，涉及一種同時生產硫酸鈣晶
須及磷酸的方法。
背景技術：
硫酸鈣晶須是一種極具發展潛力的新材料，具有強度高、韌性好、耐高溫及耐腐蝕 等優良性能。根據硫酸鈣晶須的長度和直徑，可分為短晶須、中長晶須和長晶須三類。短 晶須直徑一般為0. 1 4 i！ m，長度為5 300 ii m，主要應用於橡膠、塑料、塗料、粘結劑等 行業；中長晶須長度在0. 3 3. Omm之間，主要應用於造紙和紙製品行業；長晶須長度大於 3. 0mm，主要應用於纖維長度要求高的行業，如保溫、保健、紡織等。 目前，硫酸鈣晶須的主要生產方法是水熱法，但水熱法存在以下問題在高溫或者 高壓下生產，能耗大，對設備要求高；原料雜質含量多，需淨化除雜，工藝複雜，生產成本高； 製得的硫酸鈣晶須不能滿足長徑比要求較高的行業。 專利號為ZL 200410024348.0的中國專利公開了一種在磷酸中製造石膏晶須 的方法，所述方法是用過量的濃度30 40%磷酸分解磷礦，得到磷酸浸取液，再將磷酸 浸取液加入到濃度30 35%的硫酸溶液中製取石膏晶須。該方法存在以下不足1、在 CaO-P205-H20體系中，CaO的濃度《5% (見《磷酸鹽的生產與應用》，主編陳嘉甫，譚光薰， 成都科技大學出版社，116頁圖8-4.)，而且分解磷礦時磷酸過量和將磷酸浸取液逐漸加入 到30 35%的硫酸溶液中，還會降低懸浮液中Ca2+的濃度，而Ca"含量過低，不利於晶須 成長，從而影響硫酸鈣晶須的形貌，難以獲得長徑比較大的晶須(該專利所述方法製備的 晶須長度在30 200iim，屬於短晶須，應用範圍受到限制)；2、磷酸濃度大，雖然能增大磷 礦分解率，但也會增大HP042—取代晶格中S042—的傾向，同時溶液的粘度會相應增大，導致結 晶條件惡化，而且也為後續過濾操作增加困難；3、要達到較高的磷礦分解率，循環的磷酸量 很大，需要泵來輸送，增加動力消耗，還會要求較大的反應器，增加設備投資，從而也加大了 生產成本。 專利號為ZL 200710065806. 9的中國專利公開了一種硫酸f丐晶須及磷酸的製備 方法，該方法包括磷礦分解、料漿過濾分離、硫酸鈣晶須製備及分離、洗滌、烘乾過程，在磷 礦分解過程中加入P205濃度18 35%的磷酸和複合添加劑甲(複合添加劑甲由腐殖酸和 硅藻土組成)，在硫酸鈣晶須結晶過程中加入複合添加劑乙(複合添加劑乙由十二烷基磺 酸鈉和含有鎂、鋁的硫酸鹽或磷酸鹽組成)。加入複合添加劑甲雖然能提高磷礦的分解率， 加入複合添加劑乙雖然能調節硫酸鈣晶須的晶型，但由於磷礦分解仍然為&0-&05-1120體 系，ZL 200410024348. 0專利存在的問題並不能從根本上解決，複合添加劑乙對硫酸鈣結晶 的影響是多方面的，而且反應液成分不同，所需加入的添加劑量也不同，一般最佳使用量需 要通過實驗確定，而磷酸浸取液中又含有Mg2+、 Al3+、 Fe"等雜質，這些雜質的存在對添加劑 的使用量也有影響，所以添加劑的使用量不好控制，要想通過添加劑來得到理想的晶須形 狀和尺寸有困難。ZL 200710065806. 9並未公開所製備的硫酸鈣晶須的形狀和尺寸，無法檢驗添加劑的應用效果。此外，加入添加劑還會增加成本和使工藝複雜。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法， 此種方法不僅能提高酸解液中Ca2+的濃度，獲得不同類型的硫酸鈣晶須和磷酸，而且工藝 簡單，環保節能。 本發明的技術方案用鹽酸或硝酸分解磷礦得到含Ca2+酸解液，再向含Ca2+酸解
液中加入質量濃度20 90%的硫酸生產磷酸聯產硫酸鈣晶須。 本發明符合以下化學反應原理 Ca10(P04)6F2+20HCl — 10CaCl2+6H3P04+2HF個
CaCl2 + H2SO4 + 2H20 CaS04 2H20個+2HC1Ca10 (P04) 6F2+20HN03 — 10Ca (N03) 2+6H3P04+2HF個
Ca(NO3)2 + H2SO4 + 2H20CaS。4 2H20 i +2HN03
本發明所述硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度15 26%的鹽酸或質量濃度30 54%的硝酸酸解，所述 鹽酸或硝酸的用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸或硝酸完全反應時所需鹽酸或硝酸理論量的 100 130%，磷礦粉酸解後的料漿經過濾獲含Ca2+的酸解液；
(2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度20 90%硫酸為原料，硫酸的用量 為酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100%，在攪拌下將所述硫酸加入 到含Ca2+的酸解液中，於常壓、50 9(TC進行反應，反應過程中揮發出的鹽酸蒸汽或硝酸蒸 汽用冷卻水冷卻回流到反應料漿中(所述冷卻水為自來水或工業用水，其溫度為室溫或低 於室溫)，反應時間至少為1.5小時，反應結束後，經過濾分離出硫酸鈣晶須，然後將所獲硫 酸鈣晶須進行洗滌與乾燥；
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行逆流萃取，萃餘水相即為磷酸，所述濾液與萃取
劑的體積比=1 : 1 5 : 1，萃取溫度20 6(TC，萃取停留時間5 60分鐘。 對所述濾液進行逆流萃取時分離出的萃取有機相用軟水進行逆流反萃可獲得鹽
酸或硝酸，將所獲鹽酸或硝酸用於磷礦粉的酸解即可形成一個環保、提高資源利用率的工
藝流程，反萃時，萃取有機相與軟水的體積比=0.5 : 1 5 : 1，反萃溫度20 6(TC，洗
滌停留時間5 60分鐘。 上述方法，所述磷礦粉可採用粒徑《1165 ii m的中低品位磷礦粉。
上述方法中，優選以下工藝操作和工藝參數 1、將磷礦粉用質量濃度15 26%的鹽酸進行酸解時，首先將所述鹽酸加入到反 應容器中，然後在攪拌下向鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於常壓、室溫進行，時間 至少為0. 5小時；將磷礦粉用質量濃度30 54%的硝酸酸解時，首先將所述硝酸加入到反
5應容器中，然後在攪拌下向硝酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於常壓、30 5(TC進行， 時間至少為O. 5小時。 2、所述硫酸鈣晶須的洗滌依次用蒸餾水、工業酒精進行洗滌，洗滌次數至少為2 次。 3、將步驟(2)中過濾所獲濾液進行逆流萃取時，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，
三辛胺與正辛醇的體積比=2 : 1 5 : i。 本發明所述方法中的室溫是指室內自然溫度。
本發明具有以下有益效果 1、由於本發明所述方法將磷礦粉用質量濃度15 26%的鹽酸或質量濃度30
54X的硝酸酸解，因而提高了酸解液中Ca2+的含量，為晶鬚生長提供了有利的條件。 2、採用本發明所述方法，可獲得不同類型(或規格)的硫酸鈣晶須，有利於擴大硫
酸鈣晶須的應用範圍。 3、由於鹽酸酸解磷礦粉在常壓、室溫下進行，硝酸酸解磷礦粉在常壓、30 50°C 下進行，有利於節約能源。 4、本發明所述方法可實現無汙染物排放，並提高資源利用率，是一種環保、節約型 工藝。 5、本發明所述方法既可獲得磷酸，又可獲得不同類型(或規格)的硫酸鈣晶須，具 有明顯的經濟效益和社會效益。


圖1是本發明所述硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法的工藝流程圖；
圖2是實施例1製備的硫酸鈣晶須在電子顯微鏡下的形貌圖；
圖3是實施例4製備的硫酸鈣晶須在電子顯微鏡下的形貌圖；
圖4是實施例7製備的硫酸鈣晶須在電子顯微鏡下的形貌圖。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明所述硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法作進一步說明。以下 各實施例中，硫酸鈣晶須製備步驟所用反應容器均為帶攪拌裝置且至少設置有兩個口的容 器，原料磷礦石的品位見表1，磷礦粉的粒徑《1165 iim。
表1 :磷礦石的品位
CaOFe203MgOA1203Cl酸不溶物
23. 5 24%46 47%0. 9 1. 3%0. 3 0. 7%0. 3 0. 6%0. 6 2%14 16% 注表1中，所述百分數為質量百分數 實施例1 本實施例的工藝步驟如下 (1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度15%的鹽酸(分析純鹽酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量
6按46%計，鹽酸用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸完全反應時所需鹽酸理論量的130% ;首先 將所述鹽酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、室溫(26°C )進行，時間為2小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲 含Ca2+的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為5. 70% (質量百分數)。
(2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度20%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100% ;將步驟(1)製備的含Ca"的 酸解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應 容器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C )的自來水將反應過程中揮發 出的鹽酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度250r/min，反應溫度50°C，反應時間1. 5小 時；反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌2 次、工業酒精洗滌2次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀， 長20 40 ii m，直徑2 5 ii m，其在電子顯微鏡下的形貌見圖2。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行5級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=2 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=1 : 1，萃取溫度2(TC，萃取 停留時間5分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取分 離出的萃取有機相用軟水進行5級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=0.5 : l，反萃 溫度2(TC，洗滌停留時間5分鐘，反萃所獲鹽酸用於磷礦粉的酸解。
實施例2 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度21 %的鹽酸(分析純鹽酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，鹽酸用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸完全反應時所需鹽酸理論量的110% ;首先 將所述鹽酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、室溫(28°C )進行，時間為1小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲 含Ca2+的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為7. 83% (質量百分數)。 [OOM] (2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度50%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100%;將步驟(1)製備的含Ca"的酸 解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應容 器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(28°C)的自來水將反應過程中揮發出 的鹽酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度300r/min，反應溫度6(TC，反應時間2小時； 反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌3次、 工業酒精洗滌3次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀，在電 子顯微鏡下觀察硫酸鈣晶須長150 300 ii m，直徑5 10 ii m。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行3級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=3 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=3 : 1，萃取溫度4(TC，萃取
7停留時間20分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取 分離出的萃取有機相用軟水進行3級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=3 : l，反萃 溫度3(TC，洗滌停留時間20分鐘，反萃所獲鹽酸用於磷礦粉的酸解。
實施例3 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度26%的鹽酸(分析純鹽酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，鹽酸用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸完全反應時所需鹽酸理論量的100% ;首先 將所述鹽酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、室溫(26°C )進行，時間為0. 5小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾 獲含Ca2+的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為8. 98% (質量百分數)。 [OO61] (2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度90%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100%;將步驟(1)製備的含Ca"的酸 解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應容 器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C)的自來水將反應過程中揮發出 的鹽酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度300r/min，反應溫度9(TC，反應時間2小時； 反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌4次、 工業酒精洗滌4次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀，在電 子顯微鏡下觀察硫酸鈣晶須長40 100 ii m，直徑2 5 ii m。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行2級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=5 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=5 : 1，萃取溫度6(TC，萃取 停留時間60分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取 分離出的萃取有機相用軟水進行2級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=5 : l，反萃 溫度6(TC，洗滌停留時間60分鐘，反萃所獲鹽酸用於磷礦粉的酸解。
實施例4 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度26%的鹽酸(分析純鹽酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，鹽酸用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸完全反應時所需鹽酸理論量的100% ;首先 將所述鹽酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、室溫(26°C )進行，時間為3小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲 含Ca2+的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為9. 23% (質量百分數)。 [OO69] (2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度90%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100% ;將步驟(1)製備的含Ca"的 酸解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應 容器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C )的自來水將反應過程中揮發
8出的鹽酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度250r/min，反應溫度60°C，反應時間2. 5小 時；反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌3 次、工業酒精洗滌3次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀， 長600 1000iim，直徑10 20iim，其在電子顯微鏡下的形貌見圖3。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行3級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=3 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=3 : 1，萃取溫度3(TC，萃取 停留時間30分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取 分離出的萃取有機相用軟水進行3級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=2 : l，反萃 溫度3(TC，洗滌停留時間30分鐘，反萃所獲鹽酸用於磷礦粉的酸解。
實施例5 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度30%的硝酸(分析純硝酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，硝酸用量為磷礦粉中的CaO與硝酸完全反應時所需硝酸理論量的130% ;首先 將所述硝酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向硝酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、5(TC進行，時間為l小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲含C^+的 酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為6. 42% (質量百分數)。
(2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度20%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100% ;將步驟(1)製備的含Ca"的 酸解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應 容器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C )的自來水將反應過程中揮發 出的硝酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度250r/min，反應溫度50°C，反應時間2. 5小 時；反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌2 次、工業酒精洗滌2次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀， 在電子顯微鏡下觀察硫酸鈣晶須長30 50 ii m，直徑5 10 ii m。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行5級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=2 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=1 : 1，萃取溫度2(TC，萃取 停留時間5分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取分 離出的萃取有機相用軟水進行5級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=0.5 : l，反萃 溫度2(TC，洗滌停留時間5分鐘，反萃所獲硝酸用於磷礦粉的酸解。
實施例6 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度40%的硝酸(分析純硝酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，硝酸用量為磷礦粉中的CaO與硝酸完全反應時所需硝酸理論量的110% ;首先 將所述硝酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向硝酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於
9常壓、4(TC進行，時間為0. 5小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲含Ca2+ 的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為9. 87% (質量百分數)。
(2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度50%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100% ;將步驟(1)製備的含Ca"的 酸解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應 容器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C )的自來水將反應過程中揮發 出的硝酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度250r/min，反應溫度90°C ，反應時間2. 5小 時；反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌3 次、工業酒精洗滌3次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀， 在電子顯微鏡下觀察硫酸鈣晶須長50 120 ii m，直徑2 5 ii m。
(3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行3級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=3 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=3 : 1，萃取溫度4(TC，萃取 停留時間20分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取 分離出的萃取有機相用軟水進行3級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=3 : l，反萃 溫度3(TC，洗滌停留時間20分鐘，反萃所獲硝酸用於磷礦粉的酸解。
實施例7 本實施例的工藝步驟如下
(1)磷礦粉的酸解 將磷礦粉用質量濃度54%的硝酸(分析純硝酸配製)酸解，磷礦粉中CaO的含量 按46%計，硝酸用量為磷礦粉中的CaO與硝酸完全反應時所需硝酸理論量的100% ;首先 將所述硝酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向硝酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於 常壓、5(TC進行，時間為0. 5小時，反應結束後將反應料漿靜置至分層，然後經抽濾獲含Ca2+ 的酸解液，取酸解液檢測，測得酸解液中Ca2+的含量為13. 65% (質量百分數)。
(2)硫酸鈣晶須的製備 以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度90%的硫酸為原料，硫酸的用量為 酸解液中的Ca"與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100% ;將步驟(1)製備的含Ca"的 酸解液加入反應容器，然後在攪拌下通過所述反應容器的一個口加入硫酸，通過所述反應 容器的另一個口接冷凝管，冷凝管外管通溫度為室溫(26°C )的自來水將反應過程中揮發 出的硝酸蒸汽冷卻回流到反應料漿中，攪拌速度250r/min，反應溫度60°C ，反應時間2. 5小 時；反應結束後經過濾分離出硫酸鈣晶須，並將分離出的硫酸鈣晶須依次用蒸餾水洗滌4 次、工業酒精洗滌4次，然後在8(TC乾燥60分鐘去除表面水分，獲得的晶須呈白色細針狀， 在電子顯微鏡下觀察硫酸鈣晶須長600 800 ii m，直徑10 20 ii m，其在電子顯微鏡下的 形貌見圖4。 (3)磷酸的製備 將步驟(2)中過濾所獲濾液進行2級逆流萃取，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三 辛胺與正辛醇的體積比=5 : 1，所述濾液與萃取劑的體積比=5 : 1，萃取溫度6(TC，萃取 停留時間60分鐘，萃餘水相即為磷酸(可根據需要進行濃縮或除雜等後處理)；逆流萃取
10分離出的萃取有機相用軟水進行2級逆流反萃，萃取有機相與軟水的體積比=5 : l，反萃 溫度60°C ，洗滌停留時間60分鐘，反萃所獲硝酸用於磷礦粉的酸解。
權利要求
硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於工藝步驟如下(1)磷礦粉的酸解將磷礦粉用質量濃度15～26％的鹽酸或質量濃度30～54％的硝酸酸解，所述鹽酸或硝酸的用量為磷礦粉中的CaO與鹽酸或硝酸完全反應時所需鹽酸或硝酸理論量的100～130％，磷礦粉酸解後的料漿經過濾獲含Ca2+的酸解液；(2)硫酸鈣晶須的製備以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度20～90％的硫酸為原料，所述硫酸的用量為酸解液中的Ca2+與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100％，在攪拌下將所述硫酸加入到含Ca2+的酸解液中，於常壓、50～90℃進行反應，反應過程中揮發出的鹽酸蒸汽或硝酸蒸汽用冷卻水冷卻回流到反應料漿中，反應時間至少為1.5小時，反應結束後，經過濾分離出硫酸鈣晶須，然後將所獲硫酸鈣晶須進行洗滌與乾燥；(3)磷酸的製備將步驟(2)中過濾所獲濾液進行逆流萃取，萃餘水相即為磷酸，所述濾液與萃取劑的體積比＝1∶1～5∶1，萃取溫度20～60℃，萃取停留時間5～60分鐘。
2. 根據權利要求1所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於所述磷礦粉為粒徑 《1165 ii m的中低品位磷礦粉。
3. 根據權利要求1或2所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於將磷礦粉用質 量濃度15 26%的鹽酸進行酸解時，首先將所述鹽酸加入到反應容器中，然後在攪拌下向 鹽酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於常壓、室溫進行，時間至少為0. 5小時；將磷礦粉用質量濃度30 54%的硝酸酸解時，首先將所述硝酸加入到反應容器中，然 後在攪拌下向硝酸中加入磷礦粉，酸解反應在攪拌下於常壓、30 5(TC進行，時間至少為 0. 5小時。
4. 根據權利要求1或2所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於所述硫酸鈣晶 須的洗滌依次用蒸餾水、工業酒精進行洗滌，洗滌次數至少為2次。
5. 根據權利要求3所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於所述硫酸鈣晶須的 洗滌依次用蒸餾水、工業酒精進行洗滌，洗滌次數至少為2次。
6. 根據權利要求1或2所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於將步驟(2)中 過濾所獲濾液進行逆流萃取時，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三辛胺與正辛醇的體積比formula see original document page 2
7. 根據權利要求3所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於將步驟(2)中過 濾所獲濾液進行逆流萃取時，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三辛胺與正辛醇的體積比=2 : i 5 : i。
8. 根據權利要求5所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於將步驟(2)中過濾所獲濾液進行逆流萃取時，萃取劑由三辛胺與正辛醇組成，三辛胺與正辛醇的體積比=2 : i 5 : i。
9. 根據權利要求1或2所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於對所述濾液進行逆流萃取時分離出的萃取有機相用軟水進行逆流反萃獲得的鹽酸或硝酸用於磷礦粉的酸解，反萃時，萃取有機相與軟水的體積比=0.5 : 1 5 : 1，反萃溫度20 6(TC，洗滌 停留時間5 60分鐘。
10.根據權利要求8所述的硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，其特徵在於對所述濾液進行逆流萃取時分離出的萃取有機相用軟水進行逆流反萃獲得的鹽酸或硝酸用於磷礦粉的酸 解，反萃時，萃取有機相與軟水的體積比=0.5 : 1 5 : 1，反萃溫度20 6(TC，洗滌停 留時間5 60分鐘。
全文摘要
硫酸鈣晶須與磷酸的聯產法，工藝步驟為(1)將磷礦粉用質量濃度15～26％的鹽酸或質量濃度30～54％的硝酸酸解，酸解後的料漿經過濾獲含Ca2+的酸解液；(2)以步驟(1)所獲含Ca2+的酸解液和質量濃度20～90％硫酸為原料，硫酸的用量為酸解液中的Ca2+與硫酸完全反應時所需硫酸理論量的100％，在攪拌下將所述硫酸加入到含Ca2+的酸解液中，於常壓、50～90℃進行反應，反應結束後，經過濾分離出硫酸鈣晶須，然後將硫酸鈣晶須進行洗滌與乾燥；(3)將步驟(2)中過濾所獲濾液進行逆流萃取，萃餘水相即為磷酸，逆流萃取時分離出的萃取有機相用軟水進行反萃獲得的鹽酸或硝酸用於磷礦粉的酸解。
文檔編號C30B29/62GK101736404SQ201010028159
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者唐湘, 李軍, 段瀟瀟, 殷靈, 王濤, 羅建洪, 金央 申請人:四川大學