本发明专利技术涉及一种盐酸分解磷矿联产硫酸钙晶须和磷铵肥料的生产方法。利用盐酸分解磷矿，酸解液经硫酸脱钙后得到循环母液。循环母液与盐酸以质量比在40∶1～80∶1之间共同分解磷矿，得到的含Ca2+溶液与循环母液稀释后的含SO42-溶液在60～90℃反应0.5～2小时，可以生产不同规格的石膏晶须，分离晶须后的滤液与一部分含Ca2+溶液反应沉降后，一部分作为循环母液返回酸解磷矿工序，一部分稀释硫酸，一部分回收氯化氢后可以进入磷铵工艺生产磷铵复肥。本发明专利技术实现了对物料的综合利用，节约盐酸和水的用量，节能降耗，无废渣排放。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。利用盐酸分解磷矿，酸解液经硫酸脱钙后得到循环母液。循环母液与盐酸以质量比在40∶1～80∶1之间共同分解磷矿，得到的含Ca2+溶液与循环母液稀释后的含SO42-溶液在60～90℃反应0.5～2小时，可以生产不同规格的石膏晶须，分离晶须后的滤液与一部分含Ca2+溶液反应沉降后，一部分作为循环母液返回酸解磷矿工序，一部分稀释硫酸，一部分回收氯化氢后可以进入磷铵工艺生产磷铵复肥。本专利技术实现了对物料的综合利用，节约盐酸和水的用量，节能降耗，无废渣排放。【专利说明】
本专利技术涉及一种盐酸分解磷矿生产硫酸钙晶须联产磷铵肥料的生产方法，属于化工生产
。
技术介绍
盐酸分解磷矿是利用磷矿资源一种重要的方法，与传统磷矿利用方法一硫酸分解高品位磷矿相较，本方法得到磷产品的同时还可以充分利用钙资源，生产CaCl2、Ca(H2PO4)2 -H2O或石膏晶须等产品，同时避免了大量磷石膏外排，对环境无污染。我国硫资源不足而盐酸富足且价格低廉，这也充分预示着盐酸分解磷矿将具有广阔的应用前景。硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，具有强度高、韧性好、耐高温及耐腐蚀等优良性能，是国内外公认的新型绿色环保材料。根据晶须的长度和直径，可分为短晶须、中长晶须和长晶须三类。短晶须直径为0.1?4 μ m,长度为5?300 μ m,主要应用于橡胶、塑料、涂料和粘结剂等行业，中长晶须长度为300?3000 μ m,主要应用于造纸和纸制品行业，长晶须长度大于3.0mm，主要应用于保温、纺织等行业，都具有较高的产品价值。通过盐酸分解磷矿并生产高附加值硫酸钙晶须有以下三个专利CN1962421、CN101168852 和 CN101736404A。在中国专利《酸解磷矿新方法》(CN1962421)和《一种大规模生产硫酸钙晶须的新方法》(CN101168852)中，均包含了通过盐酸分解磷矿制备硫酸钙晶须方法。《酸解磷矿新方法》(CN1962421)的实现方法为:酸解磷矿得酸解液；酸解液脱磷以Ca(H2PO4)2.H2O形式外排；分离酸解液中氟化物；净化酸解液，加入含SO/—的沉淀剂生产硫酸钙晶须。其优点在于工艺简单，但所得硫酸钙晶须直径.为0.5?I μ m，长仅有I?20 μ m，在短晶须中也非常短，限制了其在橡胶、塑料、涂料等行业中的应用范围及效果，且磷矿中的磷以Ca(H2PO4)2.H2O产品形式外排，产品价值较低。《一种大规模生产硫酸钙晶须的新方法》(CN101168852)中，该专利通过磷矿酸解所得酸解液与硫酸反应，在特定反应条件下生产硫酸钙晶须，滤液返回，再一次分解磷矿。当滤液中磷酸含量过高时，通过磷矿脱去磷酸以Ca(H2PO4)2.H2O形式外排，也可以高浓磷酸直接进入磷铵工艺。该方法其优点在于生产出的硫酸钙晶须直径I?10 μ m，长度150?800 μ m，并能通过向体系中加入酸、碱、盐控制晶须的长径比，可广泛应用于各种材料行业，工艺也较为简单，且通过内部循环实现酸解过程节酸、配制特定浓度SO/—溶液过程节水的目的。但其生产时酸解所用酸的浓度受外排产品形式制约，产品为Ca(H2PO4)2 -H2O时，高浓度的酸有利于减少设备体积，但其产品本身价值较低。而外排产品为高浓度磷酸时，用酸浓度宜低不宜高，防止酸及其酸盐一并被大量带出，这就导致了酸解液中Ca2+浓度较低，降低了同等体积的设备硫酸钙晶须的产量，且所得高浓度磷酸并无对盐酸进行回收利用，导致磷铵产品中必然氯基较高，对忌氯作物不适用，肥料应用范围受到限制。中国专利《硫酸钙晶须与磷酸的联产法》(CN101736404A)公布了一种通过盐酸或硝酸酸解磷矿，酸解液与硫酸在特定反应条件下制备硫酸钙晶须，滤液经逆流萃取分别分离出磷酸和盐酸。该方法可以获得不同规格的硫酸钙晶须，且能获得高价值的磷酸，但该方法未能实现内部循环，相较而言，在酸解磷矿过程需要消耗更多的盐酸或硝酸，在配制特定浓度SO42-溶液过程消耗更多水，同时通过萃取剂萃取及反萃也是大量消耗水的过程，且萃取剂回收不完全。所产磷酸浓度低，需蒸发浓缩；回收的盐酸浓度较低，难以循环使用，整个过程能耗较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供，本专利技术工艺简单，且能对原料进行综合利用，降低成本及能耗。本专利技术的技术方案如下:一种盐酸分解磷矿生产硫酸钙晶须联产磷铵肥料的生产方法，包括如下步骤:(I)酸解磷矿、制备硫酸钙晶须酸解磷矿:在酸解槽中加入工业盐酸、磷矿粉和循环母液，酸解完全后固液分离，得到含Ca2+的酸解液备用，所述循环母液是初次加入的或生产过程中返回的不带晶种的循环母液；同时，用初次加入的或生产过程中返回的带晶种的循环母液稀释浓硫酸配制含SO广的溶液，加入到晶须生成槽中，再向其中加入上述制备的部分含Ca2+的酸解液，在60?90°C条件下反应，生成硫酸钙晶须；之后进行固液分离，固体通过热水或水蒸气洗涤，干燥得硫酸钙晶须；液体部分作为循环母液送入沉降池中；(2)内部循环的建立将步骤(I)制备的部.分含Ca2+的酸解液送入沉降池中与步骤(I)沉降池中的循环母液反应，生成针状石膏晶须晶种，保持Ca2+过量，沉降后将上层清液作为循环母液返回步骤(I)酸解磷矿工序，下层带晶种部分用于步骤(I)稀释浓硫酸配制含SO/—溶液；(3)磷铵肥料的制备步骤(2)中沉降后的中层余下液体通过蒸发，回收氯化氢制成工业盐酸返回步骤(I)酸解磷矿工序，脱除氯化氢后所得浓磷酸进入磷铵工艺，喷浆造粒，得磷铵肥料。根据本专利技术优选的，所述步骤(I)磷矿粉粒度小于40目，加入的循环母液和工业盐酸中所含总HCl的量为与所加入磷矿中CaO完全反应所需理论量的100%?110%,且最初加入或返回的不带晶种的循环母液和工业盐酸的质量比为40:1?80:1，酸解温度在40?70°C之间，酸解时间0.5?2小时。所述步骤(I)中，循环母液中P2O5含量在15%?25%之间，CaO含量为5%?13%之间。所述步骤(I)中，浓硫酸质量百分数为90_98wt%，用初次加入的或生产过程中返回的带晶种的循环母液稀释浓硫酸至S042_质量百分数在1%?50%之间。所述步骤(I)中按S042_与含Ca2+酸解液中CaO完全反应理论量过量100%?150%将含Ca2+酸解液在60?90°C之间加入到稀释的含S042_的溶液中，反应0.5?2小时；根据生产晶须种类，配制硫酸浓度越高，Ca2+浓度越低，S042_较CaO过量越多，温度越高都越有利于长晶须的生成。所述步骤(I)中，在酸解槽中初次加入的循环母液通过以下方法制得:用工业盐酸分解磷矿，控制温度在40-70°C之间反应0.5-2小时，固液分离，得酸解液，其中工业盐酸加入量为其中所含HCl与磷矿中CaO完全反应所需理论量的100%-110%。向酸解液中加入浓硫酸脱钙在60-90°C之间反应0.5-2小时，浓硫酸加入量为其中S042_与酸解液中CaO完全反应理论量的100%-150%。固液分离，所得滤液作为循环母液。所述步骤(2)中按酸解液中Ca2+与步骤(I)沉降池中的的循环母液中S042_离子完全反应理论值过量100%-120%加入酸解液。所述步骤(3)中于70-12本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种盐酸分解磷矿生产硫酸钙晶须联产磷铵肥料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）酸解磷矿、制备硫酸钙晶须酸解磷矿：在酸解槽中加入工业盐酸、磷矿粉和循环母液，酸解完全后固液分离，得到含Ca2+的酸解液备用；所述循环母液是初次加入的或生产过程中返回的不带晶种的循环母液；同时，用初次加入的或生产过程中返回的带晶种的循环母液稀释浓硫酸配制含SO42?的溶液，加入到晶须生成槽中，再向其中加入上述制备的部分含Ca2+的酸解液，在60～90℃条件下反应，生成硫酸钙晶须；之后进行固液分离，固体通过热水或水蒸气洗涤，干燥得硫酸钙晶须；液体部分作为循环母液送入沉降池中；（2）内部循环的建立将步骤（1）制备的部分含Ca2+的酸解液送入沉降池中与步骤（1）沉降池中的循环母液反应，生成针状石膏晶须晶种，保持Ca2+过量，沉降后将上层清液作为循环母液返回步骤（1）酸解磷矿工序，下层带晶种部分用于步骤（1）稀释浓硫酸配制含SO42?溶液；（3）磷铵肥料的制备步骤（2）中沉降后的中层余下液体通过蒸发，回收氯化氢制成工业盐酸返回步骤（1）酸解磷矿工序，脱除氯化氢后所得浓磷酸进入磷铵工艺，喷浆造粒，得磷铵肥料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李新柱，李燕燕，国吉富，张源，于南树，
申请(专利权)人：山东金正大生态工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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