技术领域
[0001] 本
发明涉及磷矿工业运用领域,具体为煅烧法生产工业磷酸盐的工艺。
[0002] 背景技术
[0003] 在
现有技术中,磷酸盐的生产方法有两种,一种是热法磷酸:因为我国的磷矿中较多的含有
铁、
铝、
钙、镁等杂质,选用P2O5的
质量百分含量在27%以上的磷矿,用电加热法加热到1350℃左右,产生含P的
蒸汽,使再和
氧气煅烧制取磷酸,再制得磷酸盐,此方法耗能高、污染大,是逐步淘汰的项目。另一种是湿法磷酸:此种方法会产生氧化铝、氧化铁、
氧化钙等杂质,这样经常会生成很多沉淀的物质,比如AlPO4、FePO4等等,这些沉淀通常具有胶态性质,难以加以利用,通常选用P2O5的质量百分含量为28%以上的磷矿,在反应储槽内加如浓
硫酸和
水,制得低浓度的磷酸,再经浓缩,制成
肥料级和
饲料级磷酸盐,再
净化才能制得工业级磷酸盐,成本
比热法低。我国磷矿60%以上是低品位磷矿,以25%以下为最多,要采用湿法制酸,须对这部分磷矿进行洗选才能使用,增加了生产成本,也造成很多资源的浪费。
发明内容
[0004] 本发明正是基于以上技术问题,提供工艺简单、生产成本低廉、节省资源,可以生产出多种盐的工艺,且对环境污染较小的煅烧法生产工业磷酸盐的工艺。
[0005] 本发明的技术方案为:
[0006] 煅烧法生产工业磷酸盐的工艺,包含以下步骤:
[0007] (1)
粉碎:磷
矿石经初破后,再次进行粉碎,粉碎后的磷矿石粉末过120目筛,所选用的磷矿石为低品位的磷矿石,其中含有的P2O5的质量百分含量大约为21%,CaO的质量百分含量约为48%,Fe2O3的质量百分含量约为1.2%,Al2O3的质量百分含量约为0.8%,MgO的质量百分含量约为6%,SiO2的质量百分含量约为2.4%,F的质量百分含量约为2.1%;
[0008] (2)混合成化:将磷矿石粉末与硫酸按比例进入混合搅拌器进行搅拌,混合后物料运至成化场内进行成化2—3h,硫酸是指浓度为98%的浓硫酸,硫酸采用流量计精确计量,磷矿粉采用皮带秤精确计量,磷矿石粉末与硫酸的质量比=1:0.5—0.7,两者均匀的在酸解混合搅拌器中拌和,成化是为了进一步酸解,这样生成的磷酸钙才更稳定;
[0009] (3)煅烧:将成化后的熟料运至煅烧炉进行煅烧,控制煅烧的
温度为250—280℃,煅烧的时间控制在1.5h—2h,煅烧后生成的过磷酸钙、使铁铝氧化物
固化,溢出
氟化氢,这里生成的氟化氢为气态,需要加水进行回收,这样就已基本除去氟;
[0010] (4)
水解:经过煅烧后的气态物质经回收加水后回收生成氟
硅酸,固态物质进入加了水的圆形水解槽,搅拌生成磷酸,生成的磷酸的浓度控制在12%—18%;
[0011] (5)过滤:将水解后的物料进行过滤,分离出液态和固态,液态的稀磷酸进入反应釜进行第一次浓缩,浓缩的
温度控制为90℃,磷酸的浓度控制在35%,再次过滤后进入储槽内;
[0012] (6)净化:将储槽内的磷酸注入反应釜内,加入少量的硫酸钡、烧
碱和
炭黑,除去其中含有少量的钙、铁、铝、砷及去色,然后过滤后放入储槽内;
[0013] (7)第二次浓缩:将储槽内的磷酸注入反应釜,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,浓缩后得到产品工业磷酸的浓度为63%。
[0014] 在生产工业磷酸的
基础上更进一步得到工业磷酸盐,其在步骤(6)后进行第二次浓缩后结晶:将储槽内的磷酸注入反应釜,加入碱溶液,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,然后加入
循环水后冷却至40℃后过滤后装袋,完成生产工业磷酸盐的过程。加入的碱溶液为浓度为35%的烧碱,注入的磷酸与烧碱液体的比例为1:1,最后得到工业磷酸钠。
[0015] 步骤(7)中所述的反应釜内控制pH值为11—13,时间为4—5h。
[0016] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0017] (一)比湿法磷酸的要求和指标好得多,工艺条件要求简单;
[0018] (二)原料中含铁、镁、铝等杂质超过湿法磷酸的规定范围,采用本工艺仍可用于生产工业磷酸,而这种磷酸通过简单处理便可达工业磷酸质量标准。
[0019] (三)产品质量稳定,能耗物耗低,可大规模生产。
附图说明
具体实施方式
[0021] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
[0022] 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述
实施例。
[0023] 实施例1:
[0024] 采用四川省乐山市金口河区老汞山磷矿1260吨含P2O521.5%的磷矿生产工业磷酸,首先将磷矿石经初破后,再次进行粉碎,粉碎后的磷矿石粉末过120目筛,其中含有的P2O5的质量百分含量大约为21%,CaO的质量百分含量约为48%,Fe2O3的质量百分含量约为1.2%,Al2O3的质量百分含量约为0.8%,MgO的质量百分含量约为6%,SiO2的质量百分含量约为2.4%,F的质量百分含量约为2.1%;
[0025] (2)混合成化:将磷矿石粉末与浓度为98%的硫酸按比例进入混合搅拌器进行搅拌,混合后物料运至成化场内进行成化3h,磷矿粉与硫酸的质量比=1:0.5,两者均匀的在酸解混合搅拌器中拌和,成化是为了进一步酸解,这样生成的磷酸钙和磷酸才更稳定;
[0026] (3)煅烧:将成化后的熟料运至煅烧炉进行煅烧,控制煅烧的温度为250℃,煅烧的时间控制在2h,煅烧后生成的焦磷酸、使铁铝氧化物固化,溢出氟化氢,这里生成的氟化氢为气态,需要加水进行回收,这样就已基本除去氟;
[0027] (4)水解:经过煅烧后的气态物质经回收加水后回收生成氟
硅酸,固态物质进入加了水的圆形水解槽,再加0.2%的催化剂,搅拌生成磷酸,生成的磷酸的浓度控制在15%;
[0028] (5)过滤:将水解后的物料进行过滤,分离出液态和固态,液态的稀磷酸进入反应釜进行第一次浓缩,浓缩的温度控制为90℃,磷酸的浓度控制在35%,再次过滤后进入储槽内;
[0029] (6)净化:将储槽内的磷酸注入反应釜内,加入少量的硫酸钡、烧碱和炭黑,除去其中含有少量的钙、铁、铝、砷及去色,然后过滤后放入储槽内;
[0030] (7)第二次浓缩:将储槽内的磷酸注入反应釜,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,浓缩后得到产品工业磷酸的浓度为63%,共生产出63%工业级磷酸360吨。
[0031] (8)化验:我们中心试验室全程
跟踪和介入,每一步均取样分析,委托四川大学国家级试验中对工业级磷酸成品取样分析,结果全部满足工业级磷酸标准
[0032] 在生产工业磷酸的基础上更进一步得到工业磷酸盐,其在步骤(6)后进行第二次浓缩、结晶:将储槽内的磷酸注入反应釜,加入碱溶液,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,然后加入循环水后冷却至40℃后过滤后装袋,完成生产工业磷酸盐的过程。加入的碱溶液为浓度为35%的烧碱,注入的磷酸与烧碱液体的比例为1:1,最后得到工业磷酸钠,附产460吨磷酸钠、20吨磷酸二轻
钾、10吨磷酸
氨和回收42吨氟硅酸。P2O5收率达90.5%,F的收率达98%。
[0033] 实施例2:
[0034] 采用120吨含P2O521.5%的磷矿生产工业磷酸,首先将磷矿石经初破后,再次进行粉碎,粉碎后的磷矿石粉末过120目筛,所选用的磷矿石为低品位的磷矿石,其中含有的P2O5的质量百分含量大约为21%,CaO的质量百分含量约为48%,Fe2O3的质量百分含量约为1.2%,Al2O3的质量百分含量约为0.8%,MgO的质量百分含量约为6%,SiO2的质量百分含量约为2.4%,F的质量百分含量约为2.1%;
[0035] (2)混合成化:将磷矿石粉末与硫酸按比例进入混合搅拌器进行搅拌,混合后物料运至成化场内进行成化3h,硫酸是指浓度为98%的浓硫酸,硫酸采用流量计精确计量,磷矿粉采用皮带秤精确计量,磷矿粉与硫酸的质量比=1:0.7,两者均匀的在酸解混合搅拌器中拌和,成化是为了进一步酸解,这样生成的磷酸钙和磷酸才更稳定;
[0036] (3)煅烧:将成化后的熟料运至煅烧炉进行煅烧,控制煅烧的温度为250℃,煅烧的时间控制在2h,煅烧后生成的焦磷酸、使铁铝氧化物固化,溢出氟化氢,这里生成的氟化氢为气态,需要加水进行回收,这样就已基本除去氟;
[0037] (4)水解:经过煅烧后的气态物质经回收加水后回收生成氟硅酸,固态物质进入加了水的圆形水解槽,再加0.2%的催化剂,搅拌生成磷酸,生成的磷酸的浓度控制在18%;
[0038] (5)过滤:将水解后的物料进行过滤,分离出液态和固态,液态的稀磷酸进入反应釜进行第一次浓缩,浓缩的温度控制为90℃,磷酸的浓度控制在35%,再次过滤后进入储槽内;
[0039] (6)净化:将储槽内的磷酸注入反应釜内,加入少量的硫酸钡、烧碱和炭黑,除去其中含有少量的钙、铁、铝、砷及去色,然后过滤后放入储槽内;
[0040] (7)第二次浓缩:将储槽内的磷酸注入反应釜,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,浓缩后得到产品工业磷酸的浓度为60%。
[0041] 在生产工业磷酸的基础上更进一步得到工业磷酸盐,其在步骤(6)后进行第二次浓缩、结晶:将储槽内的磷酸注入反应釜,加入碱溶液,然后加温至110℃,控制pH值和时间,同时进行第二次浓缩,然后加入循环水后冷却至40℃后过滤后装袋,完成生产工业磷酸盐的过程。加入的碱溶液为浓度为35%的烧碱,注入的磷酸与KOH液体的比例为1:1,最后得到46吨工业磷酸钾。
[0042] 虽然本发明已经通过上述具体实施例对其进行了详细阐述,但是,本专业普通技术人员应该明白,在此基础上所做出的未超出
权利要求保护范围的任何形式和细节的变化,均属于本发明所要保护的范围。