CN103466578A

CN103466578A - 一种降低湿法磷酸萃取槽硫酸钙过饱和度硫酸的加入方法

Info

Publication number: CN103466578A
Application number: CN2013104143226A
Authority: CN
Inventors: 姚石林; 朱寿连; 赵建勇; 饶轶晟; 刘海
Original assignee: Wengfu Group Co Ltd
Current assignee: Wengfu Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: CN103466578B

Abstract

本发明公开了一种降低湿法磷酸反应槽硫酸钙过饱和度硫酸的加入方法，涉及硫酸钙。该方法是增加一个预混槽，将硫酸与返料磷酸汇合后加入预混槽，同时移走硫酸稀释热；硫酸在预混槽内与闪蒸冷却器冷却后返回的料浆进行萃取，反应后的料浆返回反应槽，与矿浆反应，生产硫酸钙与磷酸钙的混合物；硫酸钙与磷酸钙的混合物再进入闪蒸冷却器进行冷却，冷却后的料浆部分进入磷酸过滤机过滤。采用本发明方法后，磷石膏总总磷含量平均下降了0.5%，使湿法二水物法磷酸的磷收率提高到96%，直接带来的经济效益为6000万元/年。

Description

一种降低湿法磷酸萃取槽硫酸钙过饱和度硫酸的加入方法

技术领域

本发明涉及磷酸，也涉及硫酸钙，进一步来说，涉及一种从湿法磷酸生产过程中生产硫酸钙的方法。

背景技术

众所周知，湿法磷酸生产过程中，会产生大量的磷石膏（硫酸钙），传统的湿法二水物法磷酸生产过程中，硫酸直接加入反应槽，这样硫酸稀释热导致反应槽局部温度过高，酸矿混合不均匀，反应槽内会出现局部过饱和现象，会产生大量的细小的不易过滤的CaSO₄.2H₂O晶体。湿法磷酸生产过程中，生成难过滤的CaSO₄.2H₂O晶体，严重影响磷的收率，导致磷酸生产成本升高。

在相关的已有技术中，湿法二水法磷酸生产过程中，硫酸加入到反应槽后，与磷矿反应生成H₃PO₄和CaSO₄.2H₂O液固相混合物，再经过过滤进行液固分离后得到产品磷酸。工业上，湿法二水法磷酸生产不仅要得到合格的磷酸产品，还要尽量降低磷的损失。目前湿法二水法磷酸生产工艺磷收率在95%左右，无更好的办法提高磷收率，但人们仍然在因地制宜地寻找降低湿法二水物法磷酸生产过程中磷损失的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低湿法磷酸反应槽硫酸钙过饱和度硫酸的加入方法，以减少湿法二水物法磷酸生产过程中磷的损失、降低湿法二水物法磷酸生产成本。

发明人经过研究与实践，发现降低湿法二水物法磷酸反应槽内溶液中Ca²⁺和SO₄ ^2-过饱和度，可以提高湿法二水法磷酸的磷收率问题：增加一个预混槽，将硫酸与返料磷酸汇合后加入预混槽，同时移走硫酸稀释热；硫酸在预混槽内与闪蒸冷却器冷却后返回的料浆进行萃取，降低Ca²⁺ + SO₄ ^2- + H₂O → CaSO₄.2H₂O化学反应速率，减少预混槽中Ca²⁺和SO₄ ^2-过饱和度；反应后的料浆返回反应槽，与矿浆反应，生产硫酸钙与磷酸钙的混合物；硫酸钙与磷酸钙的混合物再进入闪蒸冷却器进行冷却，在此期间SO₄ ^2-逐渐取代磷酸钙中的PO4^3-生成均匀、粗大并便于过滤的CaSO₄.2H₂O结晶。因此，发明人提供的方法包括以下步骤：

第一步，增加一个预混槽，将硫酸与返料磷酸在预混槽顶通过混合三通混合后，加入预混槽，移走硫酸稀释热。

第二步，在预混槽中加入闪蒸冷却器返回的磷酸料浆进行预反应，以降低磷酸反应过程中出现的局部过饱和现象。

第三步，预反应后的磷酸料浆进入反应槽，再与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆进行第二次反应，使部分SO₄ ^2-逐渐取代磷酸钙中的PO4^3-生成CaSO₄.2H₂O结晶。

第四步，向反应槽加入磷矿浆，让第二次反应后的磷酸料浆与进入反应槽的磷矿浆进行反应，得到硫酸钙与磷酸钙的混合料浆。

第五步，与磷矿浆反应后的混合料浆进入闪蒸冷却器冷却，冷却后的料浆部分进入磷酸过滤机过滤。

上述方法的第一步中所述的返料磷酸浓度为18～21%；所述的硫酸浓度为70～98%。

上述方法的第二步中所述进入预混槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆的40%（体积比），预混槽温度控制在76-78℃。

上述方法的第三步中所述进入反应槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆的60%（体积比），反应槽温度控制在76-78℃。

上述方法的第四步中所述反应槽加入磷矿后，温度控制在76-78℃。

上述方法的第五步中所述闪蒸冷却器操作压力控制在30-40kpa。

本发明的有益效果是：采用本发明方法后，降低了湿法二水法磷酸生产中反应槽内Ca²⁺和SO₄ ^2-过饱和度，使湿法二水法磷酸反应槽中生成均匀、粗大并便于过滤的CaSO₄.2H₂O结晶，减少磷酸生产过程中磷的洗涤损失，石膏中总磷可以降低0.5%，提高了湿法二水法磷酸生产过程中磷的收率，降低了磷酸生产成本，具有较好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。

某厂采用本发明的方法，具体实施如下：

实施例1： 把质量百分比浓度为98%的硫酸与质量百分比浓度为18%的返料磷酸在预混槽顶通过混合三通混合后，进入预混槽，与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应后，进入反应槽再与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应进行第二次反应，然后才与进入反应槽的磷矿进行反应，经过闪蒸冷却器冷却后，部分进入磷酸过滤机过滤，过滤后的磷石膏中总磷比原来降低0.6%。

实施例2：把质量百分比浓度为98%与质量百分比浓度为21%的返料磷酸在预混槽顶通过混合三通混合后，进入预混槽，进入预混槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆的总量的40%（体积比），预混槽温度控制在76-78℃。与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应后，进入反应槽再与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应进行第二次反应，进入反应槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆总量的60%（体积比），反应槽温度控制在76-78℃。然后与进入反应槽的磷矿进行反应，所述反应槽加入磷矿后，温度控制在76-78℃。进入闪蒸冷却器冷却，所述闪蒸冷却器操作压力控制在30-40kpa。经过闪蒸冷却器冷却后，部分进入磷酸过滤机过滤，过滤后的磷石膏中总磷比原来降低0.4%。

实施例3：把质量百分比浓度为98%与百分比浓度75%的硫酸按4:1进入预混槽，与质量百分比浓度为21%的返料磷酸在预混槽顶通过混合三通混合后，进入预混槽，与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应后，进入反应槽再与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆预反应进行第二次反应，然后才与进入反应槽的磷矿进行反应，经过闪蒸冷却器冷却后，部分进入磷酸过滤机过滤，过滤后的磷石膏中总磷比原来降低0.5%。

采用上述3个实施例的方法，磷石膏总总磷含量平均下降了0.5%，使湿法二水物法磷酸的磷收率提高到96%，直接带来的经济效益为6000万元/年。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1. 一种降低湿法磷酸反应槽硫酸钙过饱和度硫酸的加入方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）增加一个预混槽，把硫酸与返料磷酸在预混槽顶通过混合三通混合后，加入预混槽，移走硫酸稀释热；

（2）在预混槽中加入闪蒸冷却器返回的磷酸料浆进行预反应，以降低磷酸反应过程中出现的局部过饱和现象；

（3）预反应后的磷酸料浆进入反应槽，再与闪蒸冷却器返回的磷酸料浆进行第二次反应，使部分SO₄ ^2-逐渐取代磷酸钙中的PO4^3-生成CaSO₄.2H₂O结晶；

（4）向反应槽加入磷矿浆，让第二次反应后的磷酸料浆与进入反应槽的磷矿浆进行反应，得到硫酸钙与磷酸钙的混合料浆；

（5）与磷矿浆反应后的混合料浆进入闪蒸冷却器冷却，冷却后的料浆部分进入磷酸过滤机过滤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述的返料磷酸浓度为18～21%；所述的硫酸浓度为70～98%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述进入预混槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆的40%，预混槽温度控制在76-78℃。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）中所述进入反应槽的料浆是闪蒸冷却器出来的料浆的60%，反应槽温度控制在76-78℃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（4）中所述反应槽加入磷矿后，温度控制在76-78℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（5）中所述闪蒸冷却器操作压力控制在30-40kpa。