CN102092698A - 一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，涉及无机化工硫酸行业废弃烧渣治理和利用领域。将硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品。酸洗：将硫酸烧渣与盐酸投入第一耐腐蚀反应器里搅拌，反应生成氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；提取：将上述得到的滤液与稀磷酸送入第二耐腐蚀反应器里搅拌，反应生成磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品。该方法使硫酸烧渣经处理后产生了较高经济效益。
Description
技术领域
本发明属于无机化工硫酸行业废弃烧渣治理和利用的技术领域，尤其是一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法。
背景技术
硫酸工业是以硫铁矿为原料接触法生产的硫酸，主要由原料焙烧、净化、转化和吸收等几个工序组成。一般习惯上以净化工艺流程，将硫酸生产分成干法和湿法两大类。湿法净化又有酸洗、热浓酸洗和水洗之分。目前我国硫铁矿制酸少数工厂是酸洗流程，多数仍为水洗流程。
硫铁矿主要由硫和铁组成，伴有少量的有色金属和稀有金属。硫铁矿烧渣为硫铁矿焙烧提取硫后排出的残渣。硫铁矿中除了硫被利用外，铁及其他元素仍留在烧渣中。烧渣是用来炼铁，提取有色金属和制造建筑材料的原料。
单位硫酸产品的烧渣排放量与硫铁矿的品位及工艺条件有关。在相同的工艺条件下硫铁矿的品位越高则排渣量就越少，反之则高。当硫铁矿含硫量为25-35％时，一般生产每吨约产生0.7-1吨的烧结渣。其中硫酸烧渣的各种成分及百分含量为：四氧化三铁含量为43.31％，三氧化二铝含量为8.13％，氧化钙含量为1.63％，氧化镁含量为0.46％，氧化硅含量为35.73％，硫的含量为0.16％。
其一，硫酸烧渣的综合利用并不理想，除了少部分用作炼铁和建筑材料外，大部分采用堆填处理，造成了资源的浪费、环境的污染。
其二、磷酸铝是制造特种玻璃的助熔剂，也作陶瓷、牙齿的粘结剂，还可作生产润肤剂、防火涂料、导电水泥等的添加剂，纺织工业作抗污剂，有机合成作催化剂，此外还用于医药工业和造纸工业。
发明内容
本发明旨在针对硫酸烧渣的综合利用和市场需求，提供一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法。
为实现上述目的，本发明一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法的技术方案如下：
一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，将硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品：
所述酸洗工艺为：将硫酸烧渣按氧化铝与盐酸以纯质量比1∶1.95-2.35投入第一耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成氯化铝、氯化铁、氯化钙和氯化镁的氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；
所述提取工艺为：将上述得到的滤液按氯化铝与稀磷酸以纯质量比1∶0.53-0.93送入第二耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成硫酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁的磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品。
所述硫酸烧渣，其组分中含有四氧化三铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅和硫。当然，类似组分的其他硼泥也能适应本发明之用硼泥制备碱式碳酸镁联产钙和锰氢氧化物的方法。
本发明中氧化铝化学反应式为：
Al2O3+6HCl＝＝＝＝2AlCl3+3H2O
AlCl3+H3PO4＝＝＝＝AlPO4+3HCl
本发明的有益效果在于：其一，提供了一种将硫酸烧渣制备为磷酸盐的方法，可以有效处理硫酸烧渣；其二，制取物包括磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐，均具有多种用途，使硫酸烧渣产生了经济效益；其三，过程中产生的盐酸可以循环使用，投资少，处理成本低。
具体实施方式
实施例一
一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，将硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品，所用硫酸烧渣的各种成分及百分含量为四氧化三铁含量为43.31％，三氧化二铝含量为8.13％，氧化钙含量为1.63％，氧化镁含量为0.46％，氧化硅含量为35.73％，硫的含量为0.16％。
所述酸洗工艺为：将500Kg硫酸烧渣按氧化铝与盐酸以纯质量比1∶1.95投入第一耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成氯化铝、氯化铁、氯化钙和氯化镁的氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；
所述提取工艺为：将上述得到的滤液按氯化铝与稀磷酸以纯质量比1∶0.53送入第二耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成硫酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁的磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品，其中磷酸铝约为65Kg。
实施例二
一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，将硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品，所用硫酸烧渣的各种成分及百分含量为四氧化三铁含量为43.31％，三氧化二铝含量为8.13％，氧化钙含量为1.63％，氧化镁含量为0.46％，氧化硅含量为35.73％，硫的含量为0.16％。
所述酸洗工艺为：将500Kg硫酸烧渣按氧化铝与盐酸以纯质量比1∶2.15投入第一耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成氯化铝、氯化铁、氯化钙和氯化镁的氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；
所述提取工艺为：将上述得到的滤液按氯化铝与稀磷酸以纯质量比1∶0.73送入第二耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成硫酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁的磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品，其中磷酸铝约为100Kg。
实施例三
一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，将硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品，所用硫酸烧渣的各种成分及百分含量为四氧化三铁含量为43.31％，三氧化二铝含量为8.13％，氧化钙含量为1.63％，氧化镁含量为0.46％，氧化硅含量为35.73％，硫的含量为0.16％。
所述酸洗工艺为：将500Kg硫酸烧渣按氧化铝与盐酸以纯质量比1∶2.35投入第一耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成氯化铝、氯化铁、氯化钙和氯化镁的氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；
所述提取工艺为：将上述得到的滤液按氯化铝与稀磷酸以纯质量比1∶0.93送入第二耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成硫酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁的磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品，其中磷酸铝约为135Kg。
Claims (2)
1.一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，其特征在于：硫酸烧渣通过酸洗、提取工艺，制得磷酸盐产品：
所述酸洗工艺为：将硫酸烧渣按氧化铝与盐酸以纯质量比1∶1.95-2.35投入第一耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成氯化铝、氯化铁、氯化钙和氯化镁的氯化物，过滤得到滤饼硅化物和单质硫送去另外深加工，而氯化物滤液进行下一步加工；
所述提取工艺为：将上述得到的滤液按氯化铝与稀磷酸以纯质量比1∶0.53-0.93送入第二耐腐蚀反应器里，搅拌，反应生成硫酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁的磷酸盐，过滤得到稀盐酸溶液，返回酸洗工艺循环利用，得到的混合滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎、风选分离、过筛分级和包装后得到磷酸铁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸钙的磷酸盐粉体产品。
2.根据权利要求1所述的一种用化学法制备硫酸烧渣为磷酸盐的方法，其特征在于：所述硫酸烧渣，其组分中含有四氧化三铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅和硫。
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