JPH1111996A - 湿式燐酸副生α−半水石膏の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燐酸副生α−半水石膏の付着水を乾燥
する際に、水和による凝結、固化による装置内の石膏の
付着、成長を起こすことなく、連続的にかつ安定的に乾
燥を行う。 【解決手段】 燐鉱石を用い湿式燐酸製造において、
二水−半水法により該燐鉱石を硫酸で分解し、副生する
α−半水石膏を乾燥機内に投入し乾燥するに際し、該乾
燥機に用いる熱風６、７を乾燥機側面４及び底面５の多
孔板より導入し、乾燥機内で旋回流を形成する構造であ
って、該熱風６、７と接触させることにより付着水を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式燐酸製造法に
よって得られた副生するα−半水石膏の結晶水及び／ま
たは付着水を有するα−半水石膏を熱風と共に旋回流を
形成させα−半水石膏と接触させ付着水を除去し、工業
的に良質なα−半水石膏を得る製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿式燐酸製造法によって得られた、燐酸
石膏を工業的に利用することは重要である。特に土地が
狭く燐酸石膏を廃棄することが困難で、かつ天然資源の
少ない我が国においては、湿式燐酸製造の際に多量に副
生する石膏（湿式燐酸Ｐ_２Ｏ_５換算当り二水石膏として
約５倍量の石膏が副生する）の有効利用は極めて重要な
問題であり、また、燐酸製造コストの点でも重要であ
る。通常、α−半水石膏は付着水を有するスラリーまた
は粉体の状態で生成するため乾燥して使用される。乾燥
方法としては、経済的に有利で取扱の容易な熱風と直接
接触させる方式が通常用いられている。装置としては、
気流乾燥機、パドル攪拌方式等が用いられる。

【０００３】α−半水石膏は、水と接触することにより
容易に水和反応を起こし、二水石膏となる。このとき生
成する二水石膏が針状の結晶となり、複雑に絡み合い、
石膏の最大の特徴である凝結、固化が起こる。α−半水
石膏は何れの製法においても湿式下（水、はたは蒸気等
の存在下）で製造されるため、生成するα−半水石膏は
付着水を有するスラリーまたはそれを濾過したケーキ状
の粉体となる。α−半水石膏をこのまま放置すると、付
着水と水和反応を起こし石膏の凝結、固化が起こりハン
ドリングが困難になるばかりか、ついには二水石膏とな
る。

【０００４】α−半水石膏はこのような特性を有するた
め、工業上良好に使用するためには、生成したα−半水
石膏の付着水を出来るだけ速く除去し、乾燥した粉体と
することが不可欠である。従来の方式の乾燥機でα−半
水石膏の付着水を除去しようとする場合には、付着水が
蒸発していく過程において、乾燥機内部で徐々にα−半
水石膏の水和による凝結、固化が起こり、連続的に操業
していくと石膏の付着、成長が起こり、ついには装置内
の閉塞が起こり、安定的な連続運転の大きな障害となっ
ている。

【０００５】乾燥機内部に付着した石膏は、水和して二
水石膏となっているものや、さらに加熱されてβ−半水
石膏や無水石膏になっているものがあり、これらの石膏
が再飛散して、製品のα−半水石膏に混入し、α−半水
石膏の製品品質低下の一因となっている。α−半水石膏
の付着を防止するため、乾燥機内の滞留時間を出来るだ
け短くし、乾燥機内壁との接触時間を出来るだけ少なく
することが考えられるが、滞留時間を短くすると十分な
乾燥効果が得られず付着水が残存したまま系外へ排出さ
れ、α−半水石膏の一部が付着水と水和し二水石膏とな
り、品質の低下を来す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、二水
−半水法により得られた燐酸副生α−半水石膏の付着水
を除去する際に、乾燥機内において徐々にα−半水石膏
の水和による凝結、固化が発生し、装置内に石膏の付
着、成長、ついには閉塞が起こり安定的な連続運転の大
きな障害となるのである。本発明は、このような問題点
に鑑みて、燐酸副生α−半水石膏の付着水を乾燥する際
に、水和による凝結、固化による装置内の石膏の付着、
成長を起こすことなく、連続的にかつ安定的に乾燥を行
うα−半水石膏の製造方法である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等はこれらの課
題を解決するために鋭意検討した結果、付着水を含むα
−半水石膏を乾燥機内壁に接触させることなく、滞留時
間が保持できるような特定の乾燥機を用いることによ
り、上記目的を達成できることを見い出した。

【０００８】すなわち、本発明は燐鉱石を用い湿式燐酸
製造において、二水−半水法により該燐鉱石を硫酸で分
解し、副生するα−半水石膏を乾燥機内に投入し乾燥す
るに際し、該乾燥機に用いる熱風６、７を乾燥機側面４
及び底面５の多孔板より導入し、乾燥機内で旋回流を形
成する構造であって、該熱風６、７と接触させることに
より付着水を除去することを特徴とする湿式燐酸副生α
−半水石膏の製造方法に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に開示する。
本発明により乾燥するα−半水石膏は、二水−半水法に
よって燐鉱石を硫酸で分解して湿式燐酸を製造する際
に、濾過して得られた燐酸副生α−半水石膏である。

【００１０】濾別されたα−半水石膏は、結晶水の他に
付着水を有している。濾別に用いる装置は通常のパン型
フィルター、水平ベルトフィルター、フィルタープレス
等が好適に使用できるが、特にこれらの装置に限定され
るものではなく通常の工業用の濾過装置が好適に使用で
きる。濾別されたα−半水石膏は通常、結晶水及びまた
は付着水を含めた全水分が１５．０〜３０．０重量％の
ケーキ状である。

【００１１】これらのα−半水石膏を乾燥機に導入して
乾燥する。本発明を実施するのに好適な装置の具体例を
図１に示す。乾燥機は、下部の初期乾燥部１と上部の滞
留時間保持部２に分けられる。α−半水石膏は導入部３
を通じて初期乾燥部１の内部に導入される。α−半水石
膏の導入部３はスクリューフィーダ、シュート等、通常
の粉体供給方法で何等問題なく特に限定されるものでは
ない。初期乾燥部１でα−半水石膏の表面を急速に乾燥
し、凝結、固化を防止する。初期乾燥部１、滞留時間保
持部２の装置長さは、α−半水石膏の乾燥に必要な滞留
時間と熱風量より決定される。しかしながら、本発明の
ような熱風と接触、流動させて乾燥させる方式において
は、通常、瞬時に乾燥される場合が殆どであり、特に初
期乾燥部１を長くする必要はなく、通常２ｍ以下で十分
である。

【００１２】初期乾燥部１の側面４、及び底面５より熱
風が旋回するように導入する。初期乾燥部１に導入され
たα−半水石膏は、熱風により旋回しながら乾燥され
る。このとき、α−半水石膏は遠心力で側面４方向に移
動し側面４壁面と接触しようとするが、側面４より導入
される熱風により押し戻され、側面４よりある間隔を保
って側面４に接触せずに旋回する。また、底部５でも同
様にα−半水石膏が底部５にほとんど接触する事なく熱
風により旋回する。

【００１３】側面４、及び底面５には熱風が旋回して導
入されるように穴が開けられている。穴の形状について
は、旋回流を形成する形状であれば、どのような形状で
も何等支障ない。図２に旋回流を形成するため穴の形状
の例を示す。穴の突起が装置内側、及び外側のどちらに
吐出しようが本発明を実施するのに何等問題ない。穴の
配列については、乾燥機内に旋回流を形成する配列であ
れば、特に規定されるものではない。図３に底部５の穴
の配置の例を示す。これらの穴より、側面４、底部５に
別々に熱風が導入される。

【００１４】乾燥機内に導入される側面４からの熱風と
底面５からの熱風の比は大変重要である。すなわち、底
面５からの熱風量が多すぎるとα−半水石膏の初期の乾
燥に十分な滞留時間が得られずに、初期乾燥部１から滞
留時間保持部２に移動し、滞留時間保持部２で凝結、固
化が起こる。また、底面５からの熱風量が少ないとα−
半水石膏の滞留が起こり、乾燥機から排出されない。本
発明における側面４と底面５の熱風量の比は、９５〜５
０容量％：５〜５０容量％であり、好ましくは９５〜７
０容量％：５〜３０容量％が好適である。

【００１５】乾燥の熱風温度は、通常の気流乾燥に用い
られる温度で構わない。例えば、１２０〜５００℃が好
ましく、更に好ましくは、２３０〜３５０℃が好適であ
る。該熱風温度は、α−半水石膏の付着水の量により調
整するのは本発明を実施するのに何等支障ない。

【００１６】

【作用】本発明によれば従来技術では不可能であった、
燐酸副生α−半水石膏を付着、凝結等の問題く連続的に
乾燥し、製造することができる。本発明により、安定的
な連続運転が可能になり、装置のスタート、ストップに
伴うエネルギーロスの削減となるほか、装置内で付着し
た石膏の再飛散による二水石膏、無水石膏の混入が激減
し、大幅な品質向上となる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。なお、％は特記しない限り重量％を表す。 実施例１ 二水−半水法により、ＢＰＬ（Ｂｏｎｅ ｐｈｏｓｐｈ
ａｔｅ ｏｆ ｌｉｎｅ 鉱石に含まれるリン酸石灰の
割合）８８％のファラボワ鉱を硫酸で分解して得られた
α−半水石膏をヌッチェで濾過し、付着を含めた全水分
が１９．０％のα−半水石膏１０００ｋｇを得た。この
ようにして得られたα−半水石膏を図１に示す構造の、
直径２５０ｍｍ、高さ２ｍの乾燥機のフィード口より３
００ｋｇ／ｈで投入し、側面４、底部５より２６０℃の
熱風を導入しα−半水石膏と接触させて乾燥させた。こ
のとき側面４及び底面５から導入される熱風の流量比は
７０％：３０％とした。この条件で３時間連続してα−
半水石膏を乾燥させ、乾燥後のα−半水石膏の付着水分
を測定したところ０．１％であり、ほぼ完全に乾燥され
ていることを確認した。また、乾燥機を分解し内部を確
認したところ、石膏の付着は全く観察されなかった。

【００１８】実施例２ 実施例１と同様の条件により、工業的規模の実装置によ
り製造されたα−半水石膏（付着水１７％〜２５％）
を、実施例１と同様の装置に３００ｋｇ／ｈで連続して
フィードし、３５０時間後運転を終了した。乾燥後のα
−半水石膏の付着水分を測定したところ０．１％であ
り、ほぼ完全に乾燥されていることを確認した。この
間、閉塞等の問題は全く起こらなかった。装置を分解し
て内部を確認したところ、石膏の付着は見られなかっ
た。

【００１９】比較例１ 実施例２と同様の操作で得られたα−半水石膏２ｔを入
り口に熱風を導入しながら解砕する機構を持つ、気流乾
燥機において、３００℃の熱風を導入し、α−半水石膏
を２５０ｋｇ／ｈでフィードし乾燥を行ったところ、１
５分後に入り口の熱風の圧力上昇が起こり運転を停止し
た。内部を確認したところ、解砕機の内壁面に石膏が付
着、固化しており継続して運転不可能な状態であった。

【００２０】比較例２ 比較例１の装置より解砕機を取り外し、α−半水石膏を
直接気流乾燥機にフィードする方式に変更した以外は比
較例１と同様な条件で乾燥を行ったところ、２時間後に
α−半水石膏をフィードした直後の乾燥機内部で閉塞が
起こり、運転を停止した。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、湿式燐酸副生
α−半水石膏を本発明の方法により乾燥することによ
り、連続的にかつ安定的にα−半水石膏の製造が可能で
ある。これにより、従来α−半水石膏製造にかかってい
たトラブルを大幅に削減でき、それらによる運転ストッ
プ損失、補修損失を大幅に削減出来る。また、乾燥機内
部に付着し、水和して二水石膏または、更に加熱されて
β−半水石膏や無水石膏になったものの混入がなくな
り、製品のα−半水石膏の製品品質の大幅な向上となっ
た。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の乾燥機の一例

【図２】 本発明を実施する乾燥機の熱風導入部の形状
の一例

【図３】 本発明を実施する乾燥機の熱風導入の為の穴
の配置の一例

【図４】 図１Ａ部の断面図

【符号の説明】

１ 初期乾燥部 ２ 滞留時間保持部 ３ 導入部 ４ 側面 ５ 底面 ６ 熱風 ７ 熱風

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 浩隆 山口県下関市彦島迫町七丁目１番１号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燐鉱石を用い湿式燐酸製造において、
   二水−半水法により該燐鉱石を硫酸で分解し、副生する
   α−半水石膏を乾燥機内に投入し乾燥するに際し、該乾
   燥機に用いる熱風６、７を乾燥機側面４及び底面５の多
   孔板より導入し、乾燥機内で旋回流を形成する構造であ
   って、該熱風６、７と接触させることにより付着水を除
   去することを特徴とする湿式燐酸副生α−半水石膏の製
   造方法。
2. 【請求項２】 副生するα−半水石膏の結晶水及び／
   または付着水を含めた全水分が１５．０〜３０．０重量
   ％である請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 乾燥機内に導入された熱風を含む気流
   により、燐酸副生α−半水石膏を乾燥機外に排出する請
   求項１記載の製造方法。
4. 【請求項４】 副生する燐酸副生α−半水石膏と接触
   させる熱風温度が、１２０〜５００℃である請求項１記
   載の製造方法。
5. 【請求項５】 側面４と底面５からの熱風量の比が、
   ９５〜５０容量％：５〜５０容量％である請求項１記載
   の製造方法。
6. 【請求項６】 側面４と底面５からの熱風量の比が、
   ９５〜７０容量％：５〜３０容量％である請求項１記載
   の製造方法。