用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法

2023-05-04 02:01:01 1

專利名稱：用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法
技術領域：
本發明涉及用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法，屬於磷化工產品的製備領域。
背景技術：
目前我國磷石膏的年排放量已達6000萬噸，累計堆存量超過4億噸。磷石膏的堆放和綜合利用是世界性難題。大量磷石膏的堆存不僅佔用土地資源，而且帶來環保壓力和安全隱患。雖然磷石膏制硫酸聯產水泥工藝已經成熟，但是其生產成本過高，導致工程應用推廣難度大。利用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽不僅能夠降低磷石膏制酸工藝的生產成本，還能充分利用磷石膏中的鈣資源，不失為一個較好的磷石膏利用途徑。並且利用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽，還能避免天然石灰石的開採和因煅燒碳酸鈣所需能量，以 及溫室氣體二氧化碳的排放。目前精細磷酸鈣鹽的生產基本都是採用溼法磷酸或熱法磷酸生產。採用熱法磷酸所生產的精細磷酸鈣鹽質量好，純度高，但其生產成本較高；採用溼法磷酸生產精細磷酸鈣鹽必須對磷酸進行除雜淨化，才能生產出合格的產品。中國專利200810058508. I題為《一種飼料級磷酸氫鈣的製備方法》公開了一種飼料級磷酸氫鈣的製備方法首先採用碳酸鈣和石灰乳兩級脫氟淨化後的磷酸與石灰乳進行酸鹼中和，所得料漿經沉降、過濾分離，濾餅乾燥後得到產品。中國專利CN1107661A、CN1048015A、CN1049403C、CN1063157C 等都是對飼料級磷酸氫鈣生產工藝的改進，但是未見有利用磷石膏脫硫殘渣為鈣源生產精細磷酸鈣鹽的專利技術和非專利技術的文獻報導。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法，其特點是利用上述殘渣中的氧化鈣為鈣源製得精細磷酸鈣鹽，這一方法避免了天然石灰石的開採和煅燒石灰過程中二氧化碳氣體的排放，從而實現節能減排的目的。該方法採用生產精細磷酸鈣鹽的母液消化脫硫殘渣，經分離後製備石灰乳，殘渣用於生產水泥；消化後的石灰乳經兩段中和溼法磷酸來生產精細磷酸鈣鹽產品。本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法包括以下步驟(I)石灰乳的製備將磷石膏脫硫殘渣中加入去離子水製備粗石灰乳，控制液固比為5. (Γ20進行乳化，於溫度9(T10(TC乳化O. 5 10h，再通過旋流分離，篩網目數為100 600目篩分，脫去殘渣中難溶物Si02、CaSO4, Ca3(PO4)2, CaHPO4, CaF2及其它不溶物，過濾渣用於水泥生產，所得的精製石灰乳用於中和溼法磷酸；
(2)預中和淨化將上述精製石灰乳對溼法磷酸進行預中和淨化，於溫度45 85°C反應O. 5飛.Oh,溼法磷酸預中和pH為I. (Γ3. 0，預中和後的料漿進行過濾，濾餅用於生產肥料磷酸鹽產品，濾液用於製備精細磷酸鈣鹽；(3)精細磷酸鈣鹽的製備用上述石灰乳進一步中和步驟(2)過濾後的濾液，於溫度45 85°C反應O. 5飛.Oh,反應結束後過濾，濾餅經乾燥得到精細磷酸鈣鹽；其終點pH值為5. 5-9. 5，控制pH值的大小，獲得不同的精細磷酸鈣鹽；中和後母液返回乳化製備石灰乳，實現循環利用。所述製備精細磷酸鈣鹽的方法製備得到的精細磷酸鈣鹽為磷酸氫鈣和磷酸三鈣。性能測試
I、採用GB/T 22549-2008中所示方法測定飼料級磷酸氫鈣中的總磷、枸溶性磷、 丐、氟、砷、鎘。2、採用GB 1889-2004中所示方法測定食品級磷酸氫鈣中的重金屬、鉛、砷、氟、鹽酸不溶物。3、採用GB 24568-2009中所示方法測定牙膏級磷酸氫鈣中的氧化鈣、五氧化二磷、砷、鐵、氟、碳酸鹽、硫化物。4、採用GB 25558-2010中所示方法測定食品添加劑磷酸三鈣。本發明與現有技術相比具有如下優點I、充分利用磷石膏脫硫殘渣中的鈣元素，提高資源利用率；2、有效降低磷石膏綜合利用制酸工藝的生產成本，為企業獲得經濟效益；3、避免煅燒石灰石所需能耗和釋放二氧化碳對環境造成汙染，有很好的環保的意義；4、為企業增加精細磷酸鈣鹽的種類，產品的多樣化，提高企業市場競爭的能力；5、工藝簡單，成本低，母液可循環利用，為創建節約型生產提供技術支撐。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用於對本發明進行進一步說明，但不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述發明的內容作出一些非本質的改進和調整。實施例I用磷石膏殘渣500克(含氧化鈣65%)加沸水進行乳化，液固比為5. O,於溫度100°C乳化O. 5h,然後進行篩分,篩網數目為100目，篩分後的石灰乳與溼法磷酸進行預中和反應，在溫度45°C反應2. 0h，控制終點pH 3. 0，料漿進行過濾，濾餅為肥料級磷酸氫鈣，清液進行主中和，在溫度45°C反應3h,終點pH 6. O,反應完畢後料眾進行過濾,濾餅經乾燥後為飼料級磷酸氫鈣產品，其質量達到GB/T 22549-2008要求。實施例2用磷石膏殘渣1000克(含氧化鈣70%)加沸水進行乳化，液固比為8. O,於溫度90°C反應10. 0h，然後進行旋流分離，將分離後的石灰乳與食品級磷酸中和反應，在溫度45°C反應2. Oh,控制終點pH 5. 5,反應完畢後進行過濾,濾餅經乾燥後為食品級磷酸氫I丐產品，其質量達到GB 1889-2004要求。實施例3用磷石膏殘渣800克(含氧化鈣68%)加沸水進行乳化，液固比為12. O,於溫度95°C，反應3. 0h，然後進行旋流分離，將分離後的石灰乳與磷酸進行預中和反應，在溫度85°C反應O. 5h，控制終點pH 3. 0，料漿進行過濾，過濾後濾餅為肥料級磷酸氫鈣，清液進行主中和，在溫度50°C反應2. 5h，控制終點pH 6. 2，反應完畢後料漿進行過濾，濾餅經乾燥後為牙膏級磷酸氫鈣產品，其質量達到GB 24568-2009要求。實施例4用磷石膏殘渣1000克(含氧化鈣65%)加生產磷酸氫鈣的母液進行乳化，液固比為14. O,於溫度95°C反應3. Oh,然後進行篩分,篩網數目為300目，將篩分後的石灰乳與溼法磷酸進行預中和反應，在溫度50°C反應3. 0h，控制終點pH 2. 5，料漿進行過濾，濾餅為肥料 級磷酸氫鈣，清液進行主中和，在溫度85°C反應O. 5h，終點pH 6. 5，反應完畢後料漿進行過濾，濾餅經乾燥後為飼料級磷酸氫鈣產品，其質量達到GB/T 22549-2008要求。實施例5用磷石膏殘渣1000克(含氧化鈣68%)加生產磷酸三鈣的母液進行乳化，液固比為16. O,於溫度90°C,反應6. Oh,然後進行篩分，篩網數目為400目，將篩分後的石灰乳與溼法磷酸進行預中和反應，在溫度45°C反應4. 5h，控制終點pH 3. 0，料漿進行過濾，濾餅為肥料級磷酸鈣，清液進行主中和，在溫度75°C反應I. 0h，終點pH 9. 5，反應完畢後料漿進行過濾，濾餅經乾燥後為食品添加劑磷酸三鈣產品，其質量達到GB 25558-2010要求。實施例6用磷石膏殘渣800克(含氧化鈣75%)加生產磷酸氫鈣的母液進行乳化，液固比為20. O,於溫度90°C反應9. Oh,然後進行篩分,篩網數目為240目，將篩分後的石灰乳與溼法磷酸進行預中和反應，在溫度45°C反應6. 0h，控制終點pH I. 0，料漿進行過濾，濾餅為肥料級磷酸氫鈣，清液進行主中和，在溫度45°C反應6. 0h，終點pH 5. 5，反應完畢後料漿進行過濾，濾餅經乾燥後為飼料級磷酸氫鈣產品，其質量達到GB/T 22549-2008要求。實施例7用磷石膏殘渣1000克(含氧化鈣75%)加生產磷酸氫鈣的母液進行乳化，液固比為
10.O,於溫度94°C,反應5. Oh,然後進行篩分,篩網數目為600目，將篩分後的石灰乳與溼法磷酸進行預中和反應，在溫度50°C反應3. 5h，控制終點pH 3. 0，料漿進行過濾，濾餅為肥料級磷酸氫鈣，清液進行主中和，在溫度50°C反應I. 5h，終點pH 6. 0，反應完畢後料漿進行過濾，濾餅經乾燥後為食品級磷酸氫鈣產品，其質量達到GB 25559-2010要求。
權利要求
1.用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 (1)石灰乳的製備 將磷石膏脫硫殘渣中加入去離子水製備粗石灰乳，控制液固比為5. (T20進行乳化，於溫度9(T10(TC乳化0. 5 10h，再通過旋流分離，篩網目數為100飛00目篩分，脫去殘渣中難溶物SiO2、CaSO4, Ca3 (PO4)2, CaHPO4, CaF2及其它不溶物，過濾渣用於水泥生產，所得的精製石灰乳用於中和溼法磷酸； (2)預中和淨化 將上述精製石灰乳對溼法磷酸進行預中和淨化，於溫度45 85°C反應0. 5飛.0h，溼法磷酸預中和PH為I. (T3. 0，預中和後的料漿進行過濾，濾餅用於生產肥料磷酸鹽產品，濾液用於製備精細磷酸鈣鹽； (3)精細磷酸鈣鹽的製備 用上述石灰乳進一步中和步驟(2)過濾後的濾液，於溫度45 85°C反應0. 5飛.0h，反應結束後過濾，濾餅經乾燥得到精細磷酸鈣鹽；其終點pH值為5. 5-9. 5，控制pH值的大小，獲得不同的精細磷酸鈣鹽；中和後母液返回乳化製備石灰乳，實現循環利用。
2.根據權利要求I所述製備精細磷酸鈣鹽的方法製備得到的精細磷酸鈣鹽為磷酸氫鈣和磷酸三鈣。
全文摘要
本發明公開了用磷石膏脫硫殘渣製備精細磷酸鈣鹽的方法，其特點是將磷石膏脫硫殘渣中加入去離子水製備石灰乳，所得的精製石灰乳用於預中和淨化溼法磷酸，於溫度45~85℃反應0.5~6.0h，溼法磷酸預中和pH為1.0~3.0，預中和後的料漿進行過濾，濾餅用於生產肥料磷酸鹽產品，濾液再用石灰乳進一步中和，過濾，濾餅經乾燥得到精細磷酸鈣鹽；其終點pH值為5.5-9.5，控制pH值的大小，獲得不同的精細磷酸鈣鹽；中和後母液返回乳化製備石灰乳，實現循環利用。
文檔編號C04B7/24GK102849703SQ20121033018
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者王辛龍, 楊秀山, 時婷, 楊林, 張志業, 巫建峰, 鍾本和 申請人:四川大學