一種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置制造方法
【專利摘要】一種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置，其特征在于包括：通過進料泵及聚四氟乙烯管依次連接磷礦酸解反應槽、真空盤式過濾機和降溫結晶裝置；所述的降溫結晶裝置需加入一定量誘導晶種，外部冷卻鹽水降溫一定時間后，固液混合物通過輸送泵打到盤式過濾機分離，晶體通過過濾機刮片收集后進入水洗裝置，烘干后可得硫酸鈣合格成品。
【專利說明】—種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磷酸生產領域，具體涉及一種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置。
【背景技術】
[0002]由磷礦制取磷酸和磷肥的化學加工方法可分為用無機酸處理和高溫處理兩大類，其中用硫酸分解磷礦是磷酸和磷肥生產的最主要方法。但是在酸分解磷礦的生產過程中長期以來存在著諸多問題。比如，酸解磷礦生產磷酸、過磷酸鈣、重鈣以及復合肥料時，涉及到的主要反應過程都存在有硫酸鈣的結晶，結晶過程帶入有機、無機雜質形成大量磷石膏。目前，世界磷石膏年排放量達2.8億噸,我國也已超過5000萬噸，占工業副產石膏的70%上。磷石膏的產生量將隨著高濃度磷復肥產量的提高而大幅度增加。
[0003]磷石膏是指在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，其主要成分為硫酸鈣，此外還含有多種其他雜質，如石英、未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、鋁、鎂的磷酸鹽和硫酸鹽。同時，生產過程中，溶液中的hpo42_根取代石膏晶格中部分
SO42'
[0004]據統計，每生產一噸磷酸(100%P205)產生磷石膏5-6t (干基)，實物量約7t。磷石膏除含CaSO4外，還含有未分解的磷礦，未洗滌干凈的磷酸、氟化鈣、鐵、鋁化合物、酸不溶物、有機質等多種雜質，這些雜質影響磷石膏的利用。
[0005]目前，絕大部分磷石膏被當作廢物丟棄。排出的磷石膏廢渣一是占用大量土地，二是堆場投資大、運營費高，三是浪費了寶貴的硫資源，四是污染環境。
[0006]通過改變結晶條件和結晶工藝，可以得到雜質含量較少的磷石膏，再利用先進的煅燒技術將磷石膏中的二水硫酸鈣轉變成半水磷酸鈣就可用作石膏建筑材料，如石膏板材、石膏砌塊、抹灰石膏粉、石膏天花板、石膏角線、石膏磚、石膏黏膠劑、石膏灰漿配料、水泥緩凝劑、石膏精粉等。
[0007]誘導結晶法是對傳統沉淀法的改進，通過外加固體物質作為晶種，加快不飽和溶液結晶速度，減少自成核晶種地生成，從而增大晶體顆粒度和純度。廣泛應用于冶金、輕工、化工等領域，近年來更推廣應用于氨基酸、蛋白質等生物制品的提純和研究。
【發明內容】
[0008]針對目前國內磷石膏大部分被當作廢物丟棄、堆埋的現狀，基于誘導結晶法和真空盤式過濾機的聯合使用，本實用新型涉及一種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置。應用表面活性劑作為輔助結晶手段，目的在于獲得可以直接用于工農業生產的含雜質較少的磷石膏，同時增加經濟效益和減少環境污染。
[0009]為達到上述目的，本實用新型提出一種新硫酸鈣結晶裝置設計方案，其特征在于包括:磷礦酸解反應槽、真空盤式過濾機I晶種罐、降溫結晶罐和真空盤式過濾機Π,磷礦酸解反應槽通過進料泵及聚四氟乙烯管連接真空盤式過濾機I直空盤式過濾機I通過聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐，晶種罐通過泵I及聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐，接降溫結晶罐通過泵Π及聚四氟乙烯管連接真空盤式過濾機Π。所述的降溫結晶罐從晶種罐中加入一定量誘導晶種，并由外部冷卻鹽水降溫一定時間后，固液混合物通過輸送泵打到盤式過濾機分離，晶體通過過濾機刮片收集后進入水洗裝置，烘干后可得硫酸鈣合格成品。
[0010]所述誘導晶種包括一定量的硫酸鈣晶體成品和一定量的表面活性劑等，所采用的誘導晶種量及結晶溫度降低速度等根據磷礦品質有不同選擇。
[0011]綜上所述，本實用新型引入誘導結晶法和真空盤式過濾機能有效分離磷石膏中無機固體雜質,減少晶體顆粒總數,通過水洗去除水溶性雜質,增加磷石膏純度。與現有濕法磷酸生產技術相比，增加了過濾和添加晶種步驟，但可獲得能用于工農業生產的含雜質較少的磷石骨。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所述的硫酸鈣結晶裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型做進一步說明。
[0014]如圖1本實用新型所述的硫酸鈣結晶裝置，包括磷礦酸解反應槽1、真空盤式過濾機13、晶種罐6、降溫結晶罐8和真空盤式過濾機114，磷礦酸解反應槽I通過進料泵2及聚四氟乙烯管連接真空盤式過濾機13，真空盤式過濾機13通過聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐8，晶種罐6通過泵17及聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐8，晶種罐6通過泵17將晶種混合液打入降溫結晶罐8，降溫結晶罐8完成冷卻結晶過程后，通過泵119打入真空盤式過濾機114，濾液通過聚四氟乙烯管進入磷酸罐10，進入下步處理，分離后硫酸鈣晶體通過過濾機刮片5收集后進入水洗罐11，進而烘干得到成品硫酸鈣。所述晶種量及結晶溫度降低速度等根據磷礦品質有不同選擇。
[0015]具體實施過程中，根據磷礦鈣含量不同，選擇適宜晶種量(0.3%_1.0%)，然后將磷礦酸解反應槽I中的酸解液通過進料泵2泵入真空盤式過濾機13，濾餅舍棄堆埋，通過調節降溫結晶罐8外接的冷卻鹽水流量，控制硫酸鈣結晶時間和顆粒度，降溫結晶罐8完成冷卻結晶過程后，通過泵119打入真空盤式過濾機114，濾液通過聚四氟乙烯管進入磷酸罐10，分離后硫酸鈣晶體通過過濾機刮片5收集后進入水洗罐11，進而烘干得到成品硫酸鈣。
[0016]雖然結合優選實施方案介紹了本實用新型，但是本行業內技術人員應該了解，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，在形式上細節上對本實用新型做各種改變，均為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于濕法磷酸生產的硫酸鈣結晶裝置，其特征在于:包括磷礦酸解反應槽(I)、真空盤式過濾機I (3)、晶種罐(6)、降溫結晶罐(8)和真空盤式過濾機II (4)，磷礦酸解反應槽(I)通過進料泵(2 )及聚四氟乙烯管連接真空盤式過濾機1(3)，真空盤式過濾機I(3)通過聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐(8)，晶種罐(6)通過泵I(7)及聚四氟乙烯管連接降溫結晶罐(8)，接降溫結晶罐(8)通過泵II (9)及聚四氟乙烯管連接真空盤式過濾機II(4)。
【文檔編號】C01F11/46GK203653270SQ201320650276
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】杜惠蓉, 陳安銀, 張萍, 唐婧 申請人:陳安銀