【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法磷酸反应，涉及一种半水石膏的制备方法，尤其涉及一种利用湿法磷酸反应制备稳定半水石膏的方法。
技术介绍
1、中国90％以上为中低品位磷矿资源(p2o5含量<30％)，随着中国优质磷矿资源的日益枯竭及限制开采，中低品位磷矿的资源化利用成为磷化工行业的迫切需求。但中低品位磷矿杂质含量较高，在湿法磷酸半水反应过程，胶磷矿与硫酸发生酸解反应，释放大量铝、铁、镁、钠、钾等杂质；而半水反应阶段半水石膏晶型不稳定，结晶过程易受杂质及体系条件变化影响，因而上述杂质对半水石膏的稳定产生较大影响。随着中低品位磷矿大规模利用，半水反应过程中面临杂质含量增加、半水石膏结晶更加难以有效控制等问题，限制了半水-二水法工艺的进一步推广。
2、cn 116876069a公开了一种钛白废酸直接制备α半水石膏晶须的方法，所述方法包括以下步骤：(1)向研磨后的碳酸钙中加入复合转晶剂，与去离子水混合后，将混合浆料置于高压反应釜中，充入氮气加压，搅拌并加热；(2)当反应釜内温度达到设定温度时，向釜内加入钛白废酸并反应，反应过程中，保持温度和压力恒定；(3)釜内反应完成后，将产物趁热过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，放入烘箱中，在120℃下干燥至恒重，即制得α半水石膏晶须粉末。所述复合转晶剂包括无机盐和有机物，无机盐为硫酸铝钾、硫酸钾、氯化铜中的一种或多种，有机物为酒石酸钾钠、柠檬酸钠、edta中的一种或多种。
3、通过钛白废酸虽然可以制备得到α半水石膏，但是制备过程繁杂，且无法实现对中低品位磷矿资源的资源化利用，因此有必要提供一种湿
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用湿法磷酸反应制备稳定半水石膏的方法，所述方法通过在磷矿磷酸酸解过程加入屏蔽剂与杂质矿物结合，抑制杂质元素溶出，并在后续硫酸酸解过程，加入离子络合剂与酸液中杂质元素络合，避免杂质离子影响半水石膏的结晶。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种利用湿法磷酸反应制备稳定半水石膏的方法，所述方法包括如下步骤：
4、(1)混合磷矿、酸液和有机屏蔽剂，磷酸酸解反应后得到磷酸酸解浆液；
5、(2)混合硫酸、离子络合剂和步骤(1)所得磷酸酸解浆液，硫酸酸解反应后得到硫酸酸解浆液，过滤后得到稳定半水石膏和半水酸。
6、本专利技术中，通过在磷矿磷酸酸解过程，引入特定杂质矿物的有机屏蔽剂，在杂质矿物颗粒表面形成疏水有机膜，避免杂质矿物颗粒继续与磷酸反应，从而抑制杂质元素溶出；在后续硫酸酸解过程，通过加入离子络合剂，促进酸液中杂质元素与离子络合剂结合，避免杂质离子与半水石膏晶体的特定晶面结合，有利于提高半水石膏的稳定性；
7、另外，采用本专利技术所述方法制备得到的稳定半水石膏的半水硫酸钙含量较高。
8、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述磷矿中p2o5的含量为20～35wt％，例如可以是20wt％、23wt％、26wt％、29wt％、32wt％或35wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
9、优选地，步骤(1)所述磷矿中长石类矿物的含量为3.0～8.0wt％，例如可以是3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％、5.5wt％、6.0wt％、7.0wt％、7.5wt％或8.0wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
10、优选地，步骤(1)所述磷矿中石英矿物的含量为1.0～5.0wt％，例如可以是1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、4.0wt％或5.0wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
11、优选地，步骤(1)所述磷矿中黄铁矿物的含量为0.1～1.0wt％，例如可以是0.1wt％、0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1.0wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
12、本专利技术中，所述磷矿为中低品位磷矿资源，实现了对中低品位磷矿的资源化利用。
13、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述酸液中p2o5含量为35～45wt％，例如可以是35wt％、37wt％、39wt％、41wt％、43wt％或45wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
14、优选地，步骤(1)所述酸液中硫酸根离子的浓度为0.01～1.0wt％，例如可以是0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.7wt％、0.9wt％或1.0wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
15、优选地，步骤(1)所述酸液与磷矿的质量比为8～15:1，例如可以是8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
16、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述有机屏蔽剂包括羟基乙叉二膦酸和/或环己二胺四乙酸。
17、优选地，步骤(1)所述有机屏蔽剂与磷矿的质量比为0.1～5:100，例如可以是0.1:100、0.5:100、1:100、2:100、3:100、4:100或5:100，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
18、本专利技术中，所述有机屏蔽剂可以与磷矿中的杂质矿物表面结合，形成疏水有机膜，避免杂质矿物颗粒继续与磷酸反应，从而抑制杂质元素溶出；其用量过高会导致杂质颗粒间相互作用变强，体系黏度变高，浆液变粘稠，难以进行正常反应，用量过低则会导致杂质矿物表面难以形成完整的有机膜，杂质矿物颗粒继续与磷酸反应，不断浸出杂质元素，影响后续半水石膏稳定性。
19、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述磷酸酸解反应的温度为95～105℃，例如可以是95℃、97℃、99℃、101℃、103℃或105℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
20、优选地，步骤(1)所述磷酸酸解反应的时间为30～90min，例如可以是30min、40min、50min、60min、70min、80min或90min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
21、本专利技术中，所述磷酸酸解反应的目的在于：磷矿与磷酸反应生成磷酸二氢钙，并释放出氢氟酸，反应方程式为ca5f(po4)3+7h3po4→hf+5ca(h2po4)2，其反应温度过低会导致磷矿中ca5f(po4)3酸解速率慢、分解不完全，反应温度过高则会导致磷酸与杂质矿物颗粒反应速率加快。
22、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(2)所述硫酸的浓度为98wt％。
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1.一种利用湿法磷酸反应制备稳定半水石膏的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷矿中P2O5的含量为20～35wt％；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸液中P2O5含量为35～45wt％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述有机屏蔽剂包括羟基乙叉二膦酸和/或环己二胺四乙酸；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷酸酸解反应的温度为95～105℃；
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述离子络合剂包括乙酰丙酮、草酸、水杨酸或磺基水杨酸中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述硫酸酸解反应的温度为95～105℃；
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述硫酸酸解浆液的固含量为30～35wt％；
9.根据权利要求1-8任一项所述的方
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种利用湿法磷酸反应制备稳定半水石膏的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷矿中p2o5的含量为20～35wt％；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸液中p2o5含量为35～45wt％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述有机屏蔽剂包括羟基乙叉二膦酸和/或环己二胺四乙酸；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷酸酸解反应的温度为95～105℃；
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李会泉，朱干宇，孟子衡，许德华，彭兴敏，张文娟，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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