萃取法深度凈化磷石膏的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種萃取法深度凈化磷石膏的方法，包括以下步驟：(1)、在調(diào)漿槽中加入稀硫酸，然后再加入磷石膏，攪拌使磷石膏分散均勻；(2)、將步驟(1)中分散均勻后的物料泵入反應(yīng)槽中，同時加入濃硫酸，使反應(yīng)體系硫酸濃度穩(wěn)定在30～40％，攪拌反應(yīng)(3)、反應(yīng)結(jié)束后，將物料泵入冷卻槽，待物料溫度低于80℃后，泵入萃取槽，加入有機(jī)復(fù)合萃取劑萃取(4)、將步驟(3)萃取反應(yīng)后的物料泵入沉降分離槽，分層，上層有機(jī)相進(jìn)行過濾，過濾后的濾液經(jīng)過洗滌后返回萃取槽，下層磷石膏料漿層經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到凈化磷石膏。能夠顯著的提高石膏的白度，降低磷石膏中的磷、氟、硅、金屬氧化物等雜質(zhì)的含量，直接得到無水石膏。
【專利說明】
萃取法深度凈化磷石膏的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種萃取法深度凈化磷石膏的方法，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷石膏是磷化工企業(yè)排放的廢渣。制取1噸磷酸（以100%P205計)產(chǎn)生4.8~5.0噸 磷石膏（干基）。目前，世界磷石膏產(chǎn)量已超2.8億噸，而我國的產(chǎn)量也已超過5千萬噸，任意 排放會造成環(huán)境污染，大多數(shù)企業(yè)都采用設(shè)置露天堆場堆放。磷石膏是潮濕的細(xì)粉末，95% 的顆粒小于〇 . 2mm，自由水含量20 %~30 %，且含磷、氟、有機(jī)物及二氧化硅等少量有害雜 質(zhì)，呈酸性，pH值一般在4.5以下。長時間的堆積，由于風(fēng)蝕和雨蝕，會引起地表水或地下水 的污染。所以磷石膏的綜合利用勢在必行，然而磷石膏的白度，以及其中的雜質(zhì)限制了磷石 膏的綜合利用。目前磷石膏凈化方法主要有洗滌凈化、中和凈化、煅燒等方法。洗滌凈化主 要通過大量的水分級洗滌掉其中的可溶性雜質(zhì)，未反應(yīng)的磷礦和難溶性金屬鹽仍然留在石 膏中。中和凈化大同小異也是先通過洗滌，然后加入石灰水中和其中的游離酸。煅燒是通過 高溫除去其中的有機(jī)物雜質(zhì)和結(jié)晶水，得到半水或者無水石膏，其中的磷、硅、金屬氧化物 等雜質(zhì)不能除掉。這些方法都有能耗高、處理不徹底，易造成二次污染等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種萃取法磷石膏深度凈化方法，能夠 顯著的提高石膏的白度，降低磷石膏中的磷、氟、硅、金屬氧化物等雜質(zhì)的含量，直接得到無 水石膏。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種萃取法深度凈化磷石膏的方法，其 特征在于:包括以下步驟：
[0005] (1)、在調(diào)漿槽中加入質(zhì)量濃度為20-30%的稀硫酸，然后再加入磷石膏，控制物料 的液固比為1.1~2:1，攪拌使磷石膏分散均勻；
[0006] (2)、將步驟（1)中分散均勻后的物料栗入反應(yīng)槽中，控制反應(yīng)槽溫度在90~130 °C，同時加入濃硫酸，使反應(yīng)體系硫酸濃度穩(wěn)定在30~40 %，攪拌反應(yīng)60~120min;
[0007] (3)、反應(yīng)結(jié)束后，將物料栗入冷卻槽，待物料溫度低于80°C后，栗入萃取槽，加入 有機(jī)復(fù)合萃取劑，萃取反應(yīng)30~90min;
[0008] (4)、將步驟(3)萃取反應(yīng)后的物料栗入沉降分離槽，分層，上層有機(jī)相進(jìn)行過濾， 過濾后的濾液經(jīng)過有機(jī)相洗滌液洗滌后返回萃取槽，濾渣進(jìn)入燃燒爐燃燒處理；
[0009] 下層磷石膏料漿層經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到凈化磷石膏，過濾后的液相稀硫酸溶液 加入步驟(1)循環(huán)利用。
[0010] 所述冷卻槽外設(shè)置夾套，在夾套中通入循環(huán)水對冷卻槽內(nèi)物料進(jìn)行降溫。
[0011] 在上述方案中：所述有機(jī)復(fù)合萃取劑由組分A和組分B組成，其中組分A為正丁醇、 正辛醇、甲基異丁基酮、磷酸三丁酯中的至少一種，組分B為磺化煤油、環(huán)己烷的至少一種， 組分A和組分B的體積百分比為50%-80% :50%-20%。該有機(jī)復(fù)合萃取劑中，磺化煤油、環(huán) 己烷作為稀釋劑。該有機(jī)復(fù)合萃取劑有利于磷石膏中有機(jī)物、金屬離子的充分萃取。
[0012] 在上述方案中：步驟(3)中，萃取時有機(jī)復(fù)合萃取劑與物料的體積比控制在1:4_7。
[0013] 在上述方案中：步驟(4)有機(jī)相洗滌液為質(zhì)量濃度為8-12%的氫氧化鈉溶液。
[0014] 在上述方案中：在沉降槽內(nèi)分層時，采用低速攪拌進(jìn)行緩慢攪拌，減少磷石膏對萃 取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難于輸送。
[0015] 步驟(4)中，有機(jī)相過濾采用板框式壓濾機(jī)壓濾。
[0016] 本發(fā)明，通過步驟（1 )、（2)磷石膏中未反應(yīng)的五氧化二磷和一些金屬氧化物雜質(zhì) 被稀硫酸溶解出來，同時二水石膏脫掉結(jié)晶水，生成無水石膏。此步驟主要是要控制反應(yīng)體 系的硫酸濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間以及攪拌強(qiáng)度，使磷石膏中的雜質(zhì)充分反應(yīng)，同時促進(jìn) 磷石膏從二水石膏向無水石膏轉(zhuǎn)變。
[0017] 步驟(3)循環(huán)冷卻槽為外加夾套通循環(huán)水的方式冷卻，使物料溫度緩慢降低，有利 于無水石膏的晶體成長，當(dāng)溫度降低到80°C以下時;再栗入萃取槽，低溫萃取有利于降低萃 取劑的揮發(fā)和老化，降低凈化成本。
[0018] 步驟(4)萃取完成后的料漿栗入沉降槽中，沉降槽設(shè)置低強(qiáng)度的攪拌槳，緩慢攪 拌，主要作用是減少磷石膏對萃取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難于輸送。有機(jī)相通 過板框式壓濾機(jī)或其他過濾設(shè)備過濾后，濾渣主要為一些黑色有機(jī)物，加入燃燒爐燃燒處 理，濾液返回萃取槽。下層磷石膏料漿通過轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)過濾、洗滌，然后經(jīng)過干燥得到凈 化磷石膏，濾液為稀硫酸，一部分循環(huán)使用，一部分進(jìn)入磷酸萃取工段。
[0019] 有益效果:本發(fā)明方法，首先通過加入硫酸與磷石膏中的磷、氟、金屬氧化物等雜 質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，溶解于溶液中，同時通過反應(yīng)溫度和時間等條件的控制，使硫酸鈣晶型發(fā)生 變化，讓二水石膏晶體中夾帶的雜質(zhì)得以溶出，并脫出結(jié)晶水，生成無水石膏。然后利用有 機(jī)溶劑對有機(jī)物、金屬離子的萃取特性，進(jìn)一步純化石膏料漿，最終得到的石膏料漿經(jīng)過過 濾、洗滌、干燥后，得到無水石膏產(chǎn)品。此無水石膏，雜質(zhì)含量低，白度高(亨特百度>90)，用 途廣泛，可以用作磨光粉、紙張?zhí)畛湮?、氣體干燥劑以及醫(yī)療上的石膏繃帶，也用于水泥緩 凝劑等方面。本發(fā)明能耗較低、無二次污染物排放、凈化徹底，實現(xiàn)了磷石膏的資源化再利 用，變廢為寶，將徹底解決磷化工生產(chǎn)企業(yè)的困境。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述：
[0021]
[0022] 實施例1 [0023]
[0024] (1)在調(diào)漿槽中加入3t稀硫酸（質(zhì)量濃度25%)溶液，開啟攪拌，然后加入2t磷石 膏，待攪拌均勻后，進(jìn)入下一步；
[0025] (2)將上述料漿栗入反應(yīng)槽中，通蒸汽加熱，同時加入0.5t濃硫酸，使反應(yīng)體系硫 酸濃度穩(wěn)定在30~40%，控制溫度在100°C，反應(yīng)120min。
[0026] (3)結(jié)束反應(yīng)后，將料漿栗入冷卻槽中，開啟循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻(冷卻槽外設(shè)置 夾套，在夾套中通入循環(huán)水對冷卻槽內(nèi)物料進(jìn)行降溫）。等溫度降低到80°C，再將料漿栗入 萃取槽中，在萃取槽中加入有機(jī)復(fù)合萃取劑，有機(jī)復(fù)合萃取劑按照體積比，由正丁醇50%和 環(huán)己烷50%組成，萃取槽中有機(jī)相與料漿相體積比約為1:5,攪拌條件下，萃取反應(yīng)90min。
[0027] (4)將萃取后的料漿栗入沉降槽分層，在沉降槽內(nèi)分層時，采用低速攪拌進(jìn)行緩慢 攪拌，減少磷石膏對萃取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難于輸送，30min后，上層有機(jī) 相進(jìn)入板框式壓濾機(jī)壓濾，過濾的濾渣主要是有機(jī)物雜質(zhì)，通過燃燒爐燃燒處理，濾液經(jīng)過 10 %濃度的氫氧化鈉溶液洗滌后返回萃取槽。
[0028] 下層料漿進(jìn)入轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)過濾、洗滌，然后干燥得到產(chǎn)品凈化磷石膏，其分析指 標(biāo)對比如下。
[0030] 從表中可以看出，本發(fā)明的工藝對磷石膏中的雜質(zhì)的去除有較好的效果。最后制 得的磷石膏的白度好。
[0031] 實施例2
[0032] (1)在調(diào)漿槽中加入2.2t稀硫酸（質(zhì)量濃度30 % )溶液，開啟攪拌，然后加入2t磷石 膏，待攪拌均勻后，進(jìn)入下一步；
[0033] (2)將上述料漿栗入反應(yīng)槽中，通蒸汽加熱，同時加入濃硫酸，使反應(yīng)體系硫酸濃 度穩(wěn)定在30~40%，控制溫度在90°C，反應(yīng)lOOmin。
[0034] (3)結(jié)束反應(yīng)后，將料漿栗入冷卻槽中，開啟循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻(冷卻槽外設(shè)置 夾套，在夾套中通入循環(huán)水對冷卻槽內(nèi)物料進(jìn)行降溫）。等溫度降低到80°C，再將料漿栗入 萃取槽中，在萃取槽中加入有機(jī)復(fù)合萃取劑，有機(jī)復(fù)合萃取劑按照體積比，由正辛醇80%和 磺化煤油20 %組成，萃取槽中有機(jī)相與料漿相體積比約為1:4,攪拌條件下，萃取反應(yīng) 80min〇
[0035] (4)將萃取后的料漿栗入沉降槽分層，在沉降槽內(nèi)分層時，采用低速攪拌進(jìn)行緩慢 攪拌，減少磷石膏對萃取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難于輸送，30min后，上層有 機(jī)相進(jìn)入板框式壓濾機(jī)壓濾，過濾的濾渣主要是有機(jī)物雜質(zhì)，通過燃燒爐燃燒處理，濾液經(jīng) 過10 %濃度的氫氧化鈉溶液洗滌后返回萃取槽。
[0036] 下層料漿進(jìn)入轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)過濾、洗滌，然后干燥得到產(chǎn)品凈化磷石膏，其分析指 標(biāo)對比如下。
[0038] 從表中可以看出，本發(fā)明的工藝對磷石膏中的雜質(zhì)的去除有較好的效果。最后制 得的磷石膏的白度好。
[0039] 實施例3
[0040] (1)在調(diào)漿槽中加入4t稀硫酸（質(zhì)量濃度20 % )溶液，開啟攪拌，然后加入2t磷石 膏，待攪拌均勻后，進(jìn)入下一步；
[0041] (2)將上述料漿栗入反應(yīng)槽中，通蒸汽加熱，同時加入濃硫酸，使反應(yīng)體系硫酸濃 度穩(wěn)定在30~40%，控制溫度在130°C，反應(yīng)60min。
[0042] (3)結(jié)束反應(yīng)后，將料漿栗入冷卻槽中，開啟循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。等溫度降低到 8(TC，再將料漿栗入萃取槽中，在萃取槽中加入有機(jī)復(fù)合萃取劑，有機(jī)復(fù)合萃取劑按照體積 比，由甲基異丁基酮35%、磷酸三丁酯40%以及磺化煤油25%組成，萃取槽中有機(jī)相與料漿 相體積比約為1:7，攪拌條件下，萃取反應(yīng)30min。
[0043] (4)將萃取后的料漿栗入沉降槽分層，在沉降槽內(nèi)分層時，采用低速攪拌進(jìn)行緩慢 攪拌，減少磷石膏對萃取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難于輸送，30min后，上層有機(jī) 相進(jìn)入板框式壓濾機(jī)壓濾，過濾的濾渣主要是有機(jī)物雜質(zhì)，通過燃燒爐燃燒處理，濾液經(jīng)過 10 %濃度的氫氧化鈉溶液洗滌后返回萃取槽。
[0044] 下層料漿進(jìn)入轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)過濾、洗滌，然后干燥得到產(chǎn)品凈化磷石膏，其分析指 標(biāo)對比如下。
L0046J 從表中可以看出，本發(fā)明的工藝對磷石膏中的雜質(zhì)的去除有較好的效果。最后制 得的磷石膏的白度好。
[0047]本發(fā)明不局限于上述實施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動 就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思 在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由 權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于:包括以下步驟： (1) 、在調(diào)漿槽中加入質(zhì)量濃度為20-30%的稀硫酸，然后再加入磷石膏，控制物料的液 固比為1.1~2:1，攪拌使磷石膏分散均勻； (2) 、將步驟（1)中分散均勻后的物料栗入反應(yīng)槽中，控制反應(yīng)槽溫度在90~130°C，同 時加入濃硫酸，使反應(yīng)體系硫酸濃度穩(wěn)定在30~40%，攪拌反應(yīng)60~120min; (3 )、反應(yīng)結(jié)束后，將物料栗入冷卻槽，待物料溫度低于80°C后，栗入萃取槽，加入有機(jī) 復(fù)合萃取劑，萃取反應(yīng)30~90min; (4)、將步驟(3)萃取反應(yīng)后的物料栗入沉降分離槽，分層，上層有機(jī)相進(jìn)行過濾，過濾 后的濾液經(jīng)過有機(jī)相洗滌液洗滌后返回萃取槽，濾渣進(jìn)入燃燒爐燃燒處理； 下層磷石膏料漿層經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到凈化磷石膏，過濾后的液相稀硫酸溶液加入 步驟(1)循環(huán)利用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于:所述有機(jī)復(fù)合萃取 劑由組分A和組分B組成，其中組分A為正丁醇、正辛醇、甲基異丁基酮、磷酸三丁酯中的至少 一種，組分B為磺化煤油、環(huán)己烷的至少一種，組分A和組分B的體積百分比為50%-80% : 50%-20%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于：步驟(3)中，萃 取時有機(jī)復(fù)合萃取劑與物料的體積比控制在1:4-7。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于:所述冷卻槽外設(shè)置 夾套，在夾套中通入循環(huán)水對冷卻槽內(nèi)物料進(jìn)行降溫。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于：步驟(4)有機(jī)相洗 滌液為質(zhì)量濃度為8-12%的氫氧化鈉溶液。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于：在沉降槽內(nèi)分層 時，采用低速攪拌進(jìn)行緩慢攪拌，減少磷石膏對萃取劑的夾帶，同時防止料漿徹底沉降后難 于輸送。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述萃取法深度凈化磷石膏的方法，其特征在于:步驟(4)中，有機(jī)相 過濾采用板框式壓濾機(jī)壓濾。
【文檔編號】C01F11/46GK106044828SQ201610569842
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】鄭開元, 盛勇, 周佩, 陳明鳳, 鄒小麗
【申請人】中化化肥有限公司成都研發(fā)中心