本發(fā)明涉及從石膏有效、低成本地生產(chǎn)高純度硫酸銨和碳酸鈣。石膏可以來自任何來源，不管從天然沉積物開采或通過多種手段合成制備，包括從位于發(fā)電廠的煙道氣脫硫(fgd石膏)系統(tǒng)作為副產(chǎn)物獲得的那些、制備磷酸(磷石膏)、生產(chǎn)氮-磷-鉀(npk)肥料(氮石膏)、通過硫酸鹽法生產(chǎn)二氧化鈦(鈦石膏)、制備純化的檸檬酸(檸檬酸石膏)和生產(chǎn)氫氟酸(氟無水石膏(石膏的無水形式))。盡管合成石膏提供了作為副產(chǎn)物的石膏的廉價(jià)來源，但石膏晶體顆粒的物理結(jié)構(gòu)可具有難以與其他化學(xué)制品反應(yīng)的特征。本發(fā)明方法克服了該問題和其他困難以形成經(jīng)濟(jì)上可行的方法來生產(chǎn)高純度和產(chǎn)量的硫酸銨和碳酸鈣，并進(jìn)一步產(chǎn)生可選擇的碳酸鈣多晶型物，包括球霰石晶體結(jié)構(gòu)和降至納米比例的碳酸鈣結(jié)晶。此外，所述方法提供待同時(shí)制備的多種同時(shí)存在的碳酸鈣晶體大小和晶體形狀。
背景技術(shù)：
：fgd石膏是由化石燃料和尤其是燃煤電廠使用的二氧化硫(so2)氣體排放控制系統(tǒng)為利用“洗滌器”裝置從燃燒氣體去除硫而產(chǎn)生的合成產(chǎn)物。二氧化硫衍生自燃料中的含硫化合物。濕式洗滌器使用石灰(氧化鈣或氫氧化鈣)或更通常地使用石灰?guī)r(碳酸鈣)與二氧化硫氣體反應(yīng)以去除固態(tài)硫。濕式洗滌反應(yīng)使用石灰?guī)r(caco3)-水漿料根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)來生產(chǎn)亞硫酸鈣(caso3)：caco3(固體)+so2(氣體)→caso3(固體)+co2(氣體)為部分抵銷fgd裝置的成本，可進(jìn)一步氧化caso3(亞硫酸鈣)(稱為強(qiáng)制氧化)以根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)caso4·2h2o(fgd石膏)：caso3(固體)+1/2h2o(液體)+1/2o2(氣體)→caso4·1/2h2o(固體)水合caso4·1/2h2o+11/2h2o→caso4·2h2o大量磷酸用于生產(chǎn)肥料和洗滌劑。磷酸通過基于用酸例如硫酸或硝酸分解磷酸鹽礦物質(zhì)，例如磷鹽巖(例如磷灰石或磷鈣土)的方法獲得。磷石膏是通過用酸處理磷鹽巖生產(chǎn)磷酸的副產(chǎn)物。通常，磷鹽巖包含一種或多種放射性元素例如鈾和釷，且這些元素可能存在于磷石膏中。磷鹽巖通常根據(jù)以下反應(yīng)用硫酸處理：ca3(po4)2+3h2so4→2h3po4+3caso4水合caso4·1/2h2o+11/2h2o→caso4·2h2o三磷酸鈣與硫酸反應(yīng)形成磷酸和硫酸鈣(石膏)。也可以用硝酸處理磷鹽巖以產(chǎn)生磷酸和硝酸鈣。然后硝酸鈣與硫酸銨反應(yīng)產(chǎn)生硝酸銨和石膏，如以下反應(yīng)所示：ca10f2(po4)6+20hno3→6h3po4+10ca(no3)2+2hf(nh4)2so4+ca(no3)2+2h2o→2nh4no3+caso4·2h2o不管用硫酸、硝酸或另一種酸處理磷鹽巖，可通過過濾從產(chǎn)物磷酸分離較不溶性石膏?；诠に噮?shù)和反應(yīng)物濃度，所得磷石膏通常是半水化合物或二水合物。二氧化鈦是大量制備的重要的白色顏料，其中大約一半通過硫酸鹽法制備。硫酸鹽法形成副產(chǎn)物硫酸鈣(鈦石膏)。大量檸檬酸用于食物、藥物和洗滌劑工業(yè)，其通過粗制糖溶液例如糖漿的真菌發(fā)酵而制備。為了從檸檬酸去除雜質(zhì)、例如蛋白質(zhì)和糖，使其與石灰(氧化鈣)沉淀形成檸檬酸鈣。純檸檬酸通過用硫酸酸化制備，并去除副產(chǎn)物硫酸鈣(檸檬酸石膏)。在氫氟酸生產(chǎn)中，將礦物質(zhì)氟石或螢石與硫酸一起加熱。這導(dǎo)致生成無水石膏形式的氫氟酸和硫酸鈣(氟無水石膏)。合成制備的石膏產(chǎn)生于沉淀法并由小、精細(xì)的晶體顆粒組成，所述顆?；瘜W(xué)上幾乎與開采的天然石膏相同，但物理上可能粒徑更小且具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。例如，在不同發(fā)電廠制備的fgd石膏在化學(xué)組成和在晶體結(jié)構(gòu)中可能略微不同。大多數(shù)的化學(xué)差異歸因于來自所使用燃料的雜質(zhì)。然而，在結(jié)構(gòu)上，一些fgd石膏可能由具有較小表面積的晶體顆粒組成，因此反應(yīng)性低于其他的fgd石膏晶體顆粒。較厚且更加球形的fgd晶體具有較小的反應(yīng)性表面積。因此，使用fgd石膏作為原材料的方法必須能夠適應(yīng)反應(yīng)性較小的fgd石膏顆粒以及產(chǎn)生自生產(chǎn)具有更平坦、更多圓盤樣結(jié)構(gòu)和更大的反應(yīng)性表面積的顆粒的其他的fgd裝置的fgd石膏晶體顆粒。晶體尺寸和形狀與反應(yīng)性的關(guān)系的以上討論對(duì)于其他類型的石膏，例如磷石膏、鈦石膏、檸檬酸石膏和氟無水石膏而言也是正確的。導(dǎo)致生成合成石膏的方法的進(jìn)一步考慮是反應(yīng)物的純度和影響石膏副產(chǎn)物純度的工藝操作。本發(fā)明方法使用fgd石膏和碳酸銨((nh4)2co3)的化學(xué)反應(yīng)以生產(chǎn)硫酸銨((nh4)2so4)和碳酸鈣(caco3)。硫酸銨和碳酸鈣產(chǎn)物均是商業(yè)有價(jià)值的材料并且通過該方法以高純度和高收率制備。硫酸銨(21-0-0-24s)最通常用作堿性土壤的化學(xué)肥料。當(dāng)施加于潮濕土壤時(shí)，銨離子釋放，其產(chǎn)生少量酸，該酸降低了土壤的ph平衡。在土壤中，銨離子通過將氮?dú)馓峁┙o土壤并有助于植物生長的土壤細(xì)菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。硫酸銨的溶解相對(duì)緩慢(20℃(68°f)下硫酸銨-74.4g/100ml，20℃下尿素-107.9g/100ml，20℃下硝酸銨-150g/100ml)，這使得更加有效的使用并因此與一些其他的人造肥料相比降低了成本。例如，硫酸銨的相對(duì)緩慢的水性溶解提供緩慢釋放的肥料，提供較少的植物未使用的肥料對(duì)水流的徑流和較少的植物未使用的肥料對(duì)地下水的瀝濾的環(huán)保效益。普通氮肥包括無水氨(82％n)、尿素(46％n)、尿素和硝酸銨溶液(28-32％n)、硫酸銨(21％n)和硝酸銨(34％n)。硫酸銨(21％)是當(dāng)施加于大多數(shù)土壤幾乎沒有或沒有表面揮發(fā)損失的氮源。它易于儲(chǔ)存且不像硝酸銨那樣吸濕。當(dāng)需要硫酸銨矯正或預(yù)防缺硫癥時(shí)，它是良好的硫來源。在具有高ph土壤的區(qū)域，硫酸銨中的硫有助于降低土壤ph水平。除了用作肥料之外，硫酸銨用作水溶性殺蟲劑、除草劑和殺真菌劑的農(nóng)學(xué)噴霧佐劑。在該作用中，它的功能是結(jié)合存在于井水和植物細(xì)胞兩者中的鐵和鈣陽離子。它尤其能有效地作為2,4-d(胺)、草甘磷和草丁膦除草劑的佐劑。硫酸銨用于阻燃材料，因?yàn)樗档腿紵郎囟炔⒃黾託埩粑锘蚪固康漠a(chǎn)生。在生物化學(xué)中，硫酸銨沉淀是通過沉淀純化蛋白質(zhì)的通用方法。因此，硫酸銨也被列為美國使用的許多疫苗中的成分。保護(hù)兒童免得白喉、破傷風(fēng)和百日咳的dtap疫苗為此目的使用硫酸銨。精細(xì)碳酸鈣作為沉淀顆粒產(chǎn)生自本發(fā)明方法并用于許多行業(yè)中。高純度碳酸鈣用作膳食鈣補(bǔ)充劑以有助于確保健康的骨和牙齒。碳酸鈣補(bǔ)充劑能有效地處理與缺鈣癥例如骨質(zhì)疏松癥相關(guān)的某些醫(yī)學(xué)病癥并降低胃酸和緩減消化不良和心痛。對(duì)于腸易激綜合征，可以攝取碳酸鈣補(bǔ)充劑以降低或緩解腹瀉。碳酸鈣用于生產(chǎn)牙膏和作為藥物或膳食補(bǔ)充劑片劑中的惰性物質(zhì)。精細(xì)碳酸鈣是造紙工業(yè)中最優(yōu)選的礦物質(zhì)，用于填充和涂布紙張。它有助于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)印刷紙。沉淀碳酸鈣用作紙張?zhí)盍希驗(yàn)樗饶纠w維便宜，其中印刷紙和信紙可以包含10–20％碳酸鈣。在北美洲，碳酸鈣已經(jīng)開始在生產(chǎn)光面紙中代替高嶺土。歐洲已經(jīng)實(shí)施其作為堿性或無酸造紙達(dá)幾十年。與重質(zhì)碳酸鈣相比，沉淀碳酸鈣尤其有用，因?yàn)槠渚哂蟹浅＞?xì)和受控的粒徑，直徑為2微米左右，其在生產(chǎn)紙張涂層中尤其有效。本發(fā)明方法制備的碳酸鈣的特征在于具有高比例的球霰石多晶型物。方解石、文石和球霰石是穩(wěn)定性依次降低的三種無水碳酸鈣多晶型物。在碳酸鈣的多晶型物改性中，亞穩(wěn)定的球霰石是實(shí)踐中最重要的。球霰石顆粒應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)、藥物遞送和寬范圍的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中。球霰石型碳酸鈣顆粒具有獨(dú)特的性質(zhì)，例如高親水性、大表面積和與方解石或文石型多晶型物相比由主要的球霰石顆粒組成的分級(jí)結(jié)構(gòu)。合成和天然碳酸鈣已經(jīng)廣泛地用作用于以工業(yè)水平生產(chǎn)的紙張、食物、化妝品、醫(yī)學(xué)材料和商品的填料、顏料和其他功能性材料。在所述三種碳酸鈣多晶型物中，球霰石型碳酸鈣顆粒是亞穩(wěn)定的，且具有由直徑為約100nm的初級(jí)顆粒組成的次級(jí)球體。因此，球霰石顆粒具有大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，且比其他兩種多晶型物更加親水。球霰石顆粒的這些性質(zhì)對(duì)于作為高等級(jí)噴墨紙張的涂層而言是重要的，因?yàn)閷⒎浅Ｐ〉暮退慰焖傥杖胪坎紝佣幌蚱矫鎯?nèi)方向擴(kuò)散對(duì)于照片等級(jí)的噴墨打印是最重要的。在石油工業(yè)中，將碳酸鈣添加至鉆井流體中作為橋形成劑與濾餅密封劑，并且可以用作加重材料以增加鉆井流體的密度以控制井下壓力。本發(fā)明方法進(jìn)一步使用產(chǎn)生自磷鹽巖的酸處理的石膏和碳酸銨((nh4)2co3)的化學(xué)反應(yīng)以生產(chǎn)硫酸銨((nh4)2so4)和碳酸鈣(caco3)。硫酸銨和碳酸鈣產(chǎn)物均是商業(yè)有價(jià)值的材料，并且通過本方法以高純度(取決于磷鹽巖組成)和高收率制備。發(fā)明簡述盡管本發(fā)明的部分連續(xù)的逆流方法可以使用任何無限制來源的石膏，但本申請(qǐng)所使用的實(shí)施例使用來自燃煤發(fā)電廠的fgd石膏(caso4·2h2o)和來自磷鹽巖的酸處理的石膏(caso4·2h2o)例如磷石膏，并成功地利用本發(fā)明的方法以100％和至少98-100％的轉(zhuǎn)化率將石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(caco3)和硫酸銨((nh4)2so4)。盡管一些所使用的石膏晶體顆粒具有提供差的反應(yīng)性的物理結(jié)構(gòu)，但仍實(shí)現(xiàn)了這種高轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明方法的特征在于逆流與以批處理方式操作、且因此是部分連續(xù)的反應(yīng)器耦合的獨(dú)特組合，其中內(nèi)循環(huán)液體以使反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度最大化同時(shí)使反應(yīng)時(shí)間最小化。如果本發(fā)明的方法是完全的連續(xù)方法，則材料將被恒定地送入和送出反應(yīng)器。當(dāng)在反應(yīng)器中發(fā)生混合時(shí)，則材料不基于“先進(jìn)先出”進(jìn)入和離開。為此，一些材料可能后進(jìn)先出并在內(nèi)容物完全反應(yīng)之前離開反應(yīng)器。就完全連續(xù)方法中的石膏和碳酸銨的反應(yīng)而言，則一些碳酸銨將與產(chǎn)物硫酸銨一起離開，并且一些石膏將與產(chǎn)物碳酸鈣一起離開，且不會(huì)實(shí)現(xiàn)碳酸鈣和硫酸銨的期望的轉(zhuǎn)化率。然而，與完全連續(xù)的逆流方法不同，本發(fā)明的方法是用于通過與碳酸銨反應(yīng)將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法。本發(fā)明的部分連續(xù)的逆流方法通過將反應(yīng)物引入反應(yīng)器、將反應(yīng)物混合預(yù)先確定的時(shí)間量、然后從反應(yīng)器去除材料并將固體與溶液分離，克服了上面指出的無效率和不完全反應(yīng)問題。在去除過程期間不添加反應(yīng)物，因此反應(yīng)物具有足夠的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)和確保期望的反應(yīng)度和產(chǎn)物收率。盡管涉及轉(zhuǎn)化石膏，即硫酸鈣的二水合物形式(caso4·2h2o)，但本發(fā)明的方法也將硫酸鈣的半水合物和無水形式轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物：碳酸鈣和硫酸銨。本發(fā)明的方法使用fgd石膏或來自酸處理的磷鹽巖的石膏與碳酸銨((nh4)2co3)或碳酸氫銨(nh4hco3)合并，以通過以下反應(yīng)經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)來生產(chǎn)硫酸銨溶液((nh4)2so4)和碳酸鈣(caco3)：(nh4)2co3+caso4·2h2o→(nh4)2so4+caco3+2h2o所述方法通過在部分連續(xù)的逆流方法中使用兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器來獲得100％和至少97-100％的轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的效率。本發(fā)明的方法獲得高收率，同時(shí)保持低反應(yīng)保留時(shí)間、低過量使用反應(yīng)物、中等溫度和較少的混合作用。本發(fā)明的方法使得再循環(huán)材料例如之前提及的fgd石膏和來自酸處理磷鹽巖的石膏最大程度的使用。此外，關(guān)于以上描述的通過洗滌最終產(chǎn)生fgd石膏的廢氣而生產(chǎn)二氧化碳，本發(fā)明方法中使用的碳酸銨優(yōu)選通過以下產(chǎn)生：去除由煙道氣洗滌器中二氧化硫和碳酸鈣的反應(yīng)產(chǎn)生的、或來自燃煤的二氧化碳，并將二氧化碳在分開的反應(yīng)器和工藝中與氨反應(yīng)，以根據(jù)以下反應(yīng)生產(chǎn)碳酸銨：2nh3+co2+h2o→(nh4)2co3因此，洗滌器二氧化碳的完全的再循環(huán)可以通過以碳酸銨形式使用其以進(jìn)料返回本發(fā)明方法來實(shí)現(xiàn)。這將有助于導(dǎo)致符合空氣質(zhì)量管理并可能導(dǎo)致較少的大氣溫室效應(yīng)?；蛘?，碳酸銨可以根據(jù)上述反應(yīng)在工藝反應(yīng)器中直接產(chǎn)生，同時(shí)石膏轉(zhuǎn)化反應(yīng)通過利用從煙道氣去除的二氧化碳或直接利用煙道氣(包含二氧化碳)、以及在反應(yīng)器中與其一道添加氨來發(fā)生。所述方法進(jìn)一步能夠通過提供控制各反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)ph和反應(yīng)物比例的靈活性來控制碳酸鈣產(chǎn)物晶體的尺寸、粒徑分布、多晶型物和多晶型物的穩(wěn)定性。該方法也可以有效地使用碳酸銨和碳酸氫銨的混合物，如以下實(shí)施例所所示。fgd石膏在不同的發(fā)電廠以具有不同的物理特性的晶體顆粒形式生產(chǎn)。該方法甚至使用幾乎不具反應(yīng)性的fgd石膏晶體實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)物收率。與其他的發(fā)電廠制備的較平坦、更加圓盤樣的晶體相比，這種石膏晶體較厚且具有較小的表面積。因此，該方法可以容納由于它們的大尺寸和厚度和降低的表面積而反應(yīng)性較小的fgd石膏顆粒，以及產(chǎn)生自生產(chǎn)具有更平坦、更加圓盤樣結(jié)構(gòu)和更大的反應(yīng)性表面積的顆粒的其他的fgd裝置的fgd石膏晶體顆粒。測(cè)試fgd石膏和所得的產(chǎn)物純度表明，非fgd石膏的其他的石膏形式可以容易地用于所述方法。這一主張通過本文描述的使用來自于酸處理磷鹽巖的石膏的測(cè)試而進(jìn)一步證實(shí)。本發(fā)明的部分連續(xù)的逆流方法實(shí)現(xiàn)了硫酸銨和碳酸鈣的97％到約100％的轉(zhuǎn)化效率，且通過在多階段的部分連續(xù)的逆流方法中使用兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器還獲得了98％-約100％、99％-約100％的高轉(zhuǎn)化收率和約100％轉(zhuǎn)化率的實(shí)現(xiàn)收率。附圖說明圖1顯示兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖。圖2顯示兩階段、四個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖。圖3顯示gorgas工廠fgd石膏晶體，500x的掃描電子顯微鏡(sem)圖像。圖4顯示miller工廠fgd石膏晶體，500x的sem圖像。圖5顯示bowen工廠fgd石膏晶體，100x的sem圖像。圖6顯示crist工廠fgd石膏晶體，100x的sem圖像。圖7顯示wansley工廠fgd石膏晶體，100x的sem圖像。圖8a和8b一起顯示利用在各階段內(nèi)平行作用的三個(gè)反應(yīng)器的兩個(gè)反應(yīng)階段(總共六個(gè)反應(yīng)器)石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖。圖9a、9b和9c一起顯示利用在各階段內(nèi)平行作用的兩個(gè)反應(yīng)器的三個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)階段(總共六個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器)石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖。圖10a、10b和10c一起顯示圖1所示的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖。圖11a、11b和11c一起顯示圖2所示的兩階段、四個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖。圖12a、12b和12c一起顯示圖8所示的兩階段、六個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖。圖13顯示產(chǎn)物碳酸鈣晶體的放大，12,000x的sem圖像。圖14顯示產(chǎn)物碳酸鈣反應(yīng)性測(cè)試的結(jié)果。圖15顯示兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖，其中碳酸銨和碳酸氫銨溶液在反應(yīng)器中直接產(chǎn)生。圖16顯示三階段、三個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的、本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明方法在部分連續(xù)的逆流方法中使用兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器以100％、99-100％和97-100％的收率將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣。根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化石膏：(nh4)2co3+caso4·2h2o→(nh4)2so4+caco3+2h2o本發(fā)明方法包括五個(gè)下文詳述的實(shí)施方式。第一實(shí)施方式是使用兩個(gè)反應(yīng)器的兩階段反應(yīng)方法(例如參見圖1)，第二實(shí)施方式是使用四個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器的兩階段反應(yīng)方法，其中在各階段存在兩個(gè)或更多個(gè)平行反應(yīng)器(例如參見圖2)，第三實(shí)施方式是使用六個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器的三階段反應(yīng)方法，其中在各階段存在兩個(gè)或更多個(gè)平行反應(yīng)器(例如參見圖9)，第四實(shí)施方式是使用三個(gè)反應(yīng)器的三階段反應(yīng)方法(例如參見圖16)，和第五實(shí)施方式是其中碳酸銨在反應(yīng)器中直接產(chǎn)生而不是從外部來源添加的第一、第二、第三或第四實(shí)施方式(例如參見圖15)。然而，本發(fā)明不限于兩或三階段方法，也不限于使用二、三、四或六個(gè)反應(yīng)器，而是可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的多個(gè)階段和包括兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器的任何數(shù)量，以取決于進(jìn)料以待轉(zhuǎn)化的石膏的特征和產(chǎn)物硫酸銨和碳酸鈣的特征來促進(jìn)工藝控制和優(yōu)化產(chǎn)物純度和收率。本發(fā)明所有實(shí)施方式共有的特征用于通過與碳酸銨反應(yīng)將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的方法通過逆流與以批處理方式而因此是部分連續(xù)的操作的反應(yīng)器耦合的獨(dú)特組合，其中內(nèi)循環(huán)液體以使反應(yīng)產(chǎn)物的純度最大化同時(shí)使反應(yīng)時(shí)間最小化。然而，與完全連續(xù)的逆流方法不同，本方法是將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法。如圖1所示，例如，將反應(yīng)物進(jìn)料給1號(hào)反應(yīng)器或2號(hào)反應(yīng)器；然后切斷進(jìn)料，且允許反應(yīng)發(fā)生一段時(shí)間，之后將材料排出。在從反應(yīng)器取出材料時(shí)，不向反應(yīng)器添加反應(yīng)物。進(jìn)一步參考圖1，例如，產(chǎn)物硫酸銨不作為最終產(chǎn)物取出，直到完成期望的反應(yīng)度且沒有物質(zhì)被再循環(huán)返回所述方法，例如再循環(huán)入1號(hào)反應(yīng)器。此外，如圖1所述，碳酸鈣漿料不從最終反應(yīng)器取出，直到完成期望的反應(yīng)度且然后將硫酸銨/碳酸銨溶液從最終反應(yīng)器取出至前面的反應(yīng)器，然后再次為其供應(yīng)未反應(yīng)的碳酸銨和由未反應(yīng)的石膏和碳酸鈣的混合物組成的前面的反應(yīng)器的總固體。因此在最終產(chǎn)物的反應(yīng)完成期間保持總控制，直到獲得期望的反應(yīng)完成率。在大多數(shù)情況下，期望的反應(yīng)度完成率將為100％(從碳酸銨到硫酸銨)和100％(從石膏到碳酸鈣)。因此，反應(yīng)器不要求完全清空以確保期望的完成率，只要反應(yīng)器被清空時(shí)不添加反應(yīng)物。過濾器去除固體并因此使得固體穿過所述方法而不具有再循環(huán)、同時(shí)將液體流控制為逆流，但具有反應(yīng)器、用于其排出的過濾器和處理過濾器的主要濾液的泵系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)循環(huán)。本方法的實(shí)施方式中的液體的循環(huán)可能通過重力、或一個(gè)或多個(gè)泵、或通過重力和泵的組合、或甚至通過用于誘導(dǎo)液體循環(huán)的其他手段誘導(dǎo)。通過這種構(gòu)造，液體反應(yīng)物的濃度可以在反應(yīng)器內(nèi)控制，且可以控制反應(yīng)器內(nèi)固體濃度。通過控制液體反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)器可以用反應(yīng)器內(nèi)的特定反應(yīng)物的主要過量運(yùn)行，因此極大影響關(guān)于低濃度的另一種反應(yīng)物的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)完成率二者。這意味著操作也允許控制反應(yīng)器內(nèi)的固體濃度，其對(duì)于在最小時(shí)間內(nèi)獲得固體的完全反應(yīng)同樣重要。在所有的實(shí)施方式中，過濾可以通過多種手段包括重力、壓力或真空過濾，使用過濾介質(zhì)例如玻璃纖維和瓷篩進(jìn)行?？梢允褂眠^濾器，尤其是束帶過濾器，包括帶式過濾器、盤式過濾器、鼓式過濾器和板式和框式過濾器。可以使用選擇性分離固體與液體的其它手段例如離心。如果期望，可通過超聲波儀、均質(zhì)器或其他用于粒徑降低的傳統(tǒng)手段來破碎在所述方法期間形成的碳酸鈣產(chǎn)物晶體的聚集體。在使用吸收塔再循環(huán)產(chǎn)物碳酸鈣餅洗滌水的本方法的實(shí)施方式中，塔的類型包括填充床和噴霧塔吸收器。當(dāng)處理石膏時(shí)，碳酸鈣餅洗滌水將穿過吸收器與來自發(fā)電廠煙道氣的氨和二氧化碳一起生產(chǎn)碳酸銨。碳酸銨將被再循環(huán)返回所述方法用作方法反應(yīng)物。1號(hào)實(shí)施方式-兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法兩個(gè)反應(yīng)器、兩階段的逆流方法是本發(fā)明的一種實(shí)施方式。所述方法的示意圖顯示于圖1。參考圖1，碳酸銨溶液進(jìn)入2號(hào)反應(yīng)器(11)的工藝并且未反應(yīng)的石膏進(jìn)入1號(hào)反應(yīng)器(8)的工藝。碳酸銨溶液可從場(chǎng)外來源獲得，或者如果處理fgd石膏的話，則碳酸銨可從包含二氧化碳的發(fā)電廠煙道氣從二氧化碳與氨的反應(yīng)制備，以生產(chǎn)如上所述引入工藝的碳酸銨。這種反應(yīng)物的引入確保將之前部分反應(yīng)的石膏暴露于2號(hào)反應(yīng)器(11)中最大強(qiáng)度的碳酸銨溶液(就像如果處理fgd石膏，可通過吸收塔從煙道氣co2制備那樣)，產(chǎn)生過量碳酸銨，其使得能夠100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。此外，在1號(hào)反應(yīng)器(8)中，部分反應(yīng)的碳酸銨溶液與全強(qiáng)度石膏反應(yīng)，使得碳酸銨100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨。基于所述的實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)工場(chǎng)程序，例如，在以下公開的實(shí)施例中，圖1描繪了本發(fā)明兩階段的部分連續(xù)的逆流方法，其使用兩個(gè)反應(yīng)器，如通過臺(tái)架(bench)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和具有每小時(shí)進(jìn)料碳酸銨約100磅的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試來模擬。因此，該部分連續(xù)的逆流方法的兩個(gè)反應(yīng)器、兩階段的實(shí)施方式顯示于圖1。顯示的方法需要將石膏(包括fgd石膏和來自其他來源的石膏)與碳酸銨反應(yīng)以形成硫酸銨和碳酸鈣。這是獨(dú)特的部分連續(xù)的逆流方法，具有液體的內(nèi)循環(huán)以使得產(chǎn)物碳酸鈣和硫酸銨的收率和純度最大化并使得耗水量最小化。進(jìn)一步參考圖1，石膏漿料(2)是之前用硫酸處理的石膏漿料，將硫酸倒在過濾器a(5)上，形成殘留餅。然后用洗滌水(3)沖洗石膏餅(6)以去除污染物和硫酸。將石膏餅(6)進(jìn)料給1號(hào)反應(yīng)器(8)，其中其與來自2號(hào)過濾器(15)和它的接收器(16)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)混合。混合器(7)用于攪拌1號(hào)反應(yīng)器(8)的內(nèi)容物。1號(hào)反應(yīng)器(8)的溫度保持于41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。碳酸銨在1號(hào)反應(yīng)器(8)中快速反應(yīng)，因?yàn)榇嬖诨瘜W(xué)計(jì)量過量的石膏。按需添加氫氧化銨溶液或氨氣或氨液體形式的氨(21)，以防止起泡和將1號(hào)反應(yīng)器(8)內(nèi)的ph保持為約6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0。4-60分鐘和優(yōu)選約10分鐘的保留時(shí)間后，將來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的流出物排出到1號(hào)過濾器(9)。濾液是硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。將碳酸鈣和在1號(hào)過濾器(9)中形成的石膏餅(10)的組合進(jìn)料給2號(hào)反應(yīng)器(11)。將在120°f-60°f和優(yōu)選110°f-70°f，但最優(yōu)選100°f-80°f的溫度下25-35％和優(yōu)選33％的碳酸銨溶液(12)計(jì)量至2號(hào)反應(yīng)器(11)并通過混合器(20)攪拌。將2號(hào)反應(yīng)器(11)的溫度保持于41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。石膏在2號(hào)反應(yīng)器(11)中快速反應(yīng)，因?yàn)榇嬖诨瘜W(xué)計(jì)量過量的碳酸銨。添加氫氧化銨溶液或氨氣或氨液體形式的氨(21)，以防止起泡和將反應(yīng)器內(nèi)的ph保持為約6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0。4-60分鐘和優(yōu)選約10分鐘的保留時(shí)間后，將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的流出物送至2號(hào)過濾器(15)以形成碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)。然后用水洗(13)沖洗碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)。當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)以生產(chǎn)球霰石多晶型物的碳酸鈣產(chǎn)物時(shí)，則可以繞過水洗(13)以有利于不水洗或使用硫酸銨洗滌以穩(wěn)定化所述方法中形成的球霰石用于長期儲(chǔ)存。碳酸銨吸收塔(17)的洗滌水溶液現(xiàn)包含當(dāng)制備碳酸銨溶液(12)供所述方法之用時(shí)使用的一些碳酸銨和硫酸銨。包含一些碳酸銨和硫酸銨的來自2號(hào)過濾器的所有或一部分洗滌水溶液(17)可以進(jìn)料給1號(hào)反應(yīng)器。應(yīng)注意，通過具有保持硫酸銨/碳酸銨溶液部分的液體接收器提供額外的工藝控制，如圖1所示并標(biāo)記為接收器(16)。工藝步驟的以下清單概括了顯示于圖1的本發(fā)明兩個(gè)反應(yīng)器、多階段部分連續(xù)的逆流方法的上述步驟(當(dāng)使用過濾時(shí)，可以使用其它常見的固體-液體分離操作例如離心)：1.將石膏(包括fgd石膏和來自其他來源的石膏，例如從酸處理磷鹽巖產(chǎn)生的那些)與水和硫酸混合以形成約25-30％石膏的水性漿料，顯示為石膏漿料(2)，然后將其在過濾器a(5)中過濾以去除石膏中可能的物理污染物。應(yīng)注意，當(dāng)處理fgd石膏時(shí)，石膏漿料可直接從硫氧化物(sox)洗滌器中取出。2.用水洗滌來自過濾器a(5)的過濾的石膏餅(6)。因此，包含石膏中的可溶性污染物的洗滌水是來自過濾器a(5)的濾液。3.去除來自過濾器a(5)的濾餅并裝入1號(hào)反應(yīng)器(8)。4.將來自接收器(16)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)流與來自1號(hào)反應(yīng)器(8)內(nèi)的過濾器a(5)的石膏餅(6)混合并按需添加氨(21)以將ph保持在6.8-9.4，優(yōu)選7.6-9.0并防止起泡。然而，可能需要中和所添加的氨以控制起泡(不管氨水或無水氨)，因此可能需要將酸例如硫酸添加至硫酸銨溶液產(chǎn)物。反應(yīng)器中5、10、15、20、30和60分鐘的保留時(shí)間提供100％轉(zhuǎn)化率。2分鐘的保留時(shí)間提供90-100％轉(zhuǎn)化率。在各反應(yīng)器在25℃使用20分鐘的反應(yīng)器保留時(shí)間，測(cè)試1號(hào)反應(yīng)器(8)到2號(hào)反應(yīng)器(11)中反應(yīng)的石膏的20％:80％、80％:20％、30％:70％和70％:30％的化學(xué)計(jì)量的百分比比例并顯示石膏99-100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。如果使用反應(yīng)性較低的石膏，將各反應(yīng)器中的保留時(shí)間降低至小于20分鐘可以生產(chǎn)不完全的反應(yīng)。2號(hào)反應(yīng)器(11)和1號(hào)反應(yīng)器(8)中的溫度保持為41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。5.在1號(hào)反應(yīng)器(8)中使用混合單元操作。6.從1號(hào)過濾器(9)收集硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。7.將組合產(chǎn)物碳酸鈣和來自1號(hào)過濾器(9)的石膏餅(10)引入2號(hào)反應(yīng)器(11)并按需添加氨(21)以將ph保持為6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0并防止起泡。8.在兩個(gè)反應(yīng)器方法的任選的實(shí)施方式中，可在2號(hào)反應(yīng)器(11)中使用混合器(20)。9.在60°f-120°f，優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f的溫度下，將25-35％和優(yōu)選33％的碳酸銨溶液(12)引入2號(hào)反應(yīng)器(11)一段反應(yīng)時(shí)間，并將反應(yīng)產(chǎn)物漿料引入2號(hào)過濾器(15)。10.用水洗滌(水洗(13))2號(hào)過濾器(15)中形成的碳酸鈣濾餅以產(chǎn)生碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)，所得濾液(碳酸銨塔(17)的洗滌水溶液)現(xiàn)包含當(dāng)制備碳酸銨溶液(12)供所述方法之用時(shí)使用的一些碳酸銨和硫酸銨。然而，可以繞過水洗(13)以有利于不水洗或使用硫酸銨洗滌以穩(wěn)定化所述方法中形成的球霰石用于長期儲(chǔ)存。11.將來自過濾器1(9)的濾液的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)儲(chǔ)存并如所制備使用，或可以將它濃縮至更濃的溶液或送至結(jié)晶器。如果儲(chǔ)存，則最佳地將該溶液加熱至110°f-115°f以防止結(jié)晶發(fā)生。如果期望固體硫酸銨產(chǎn)物，則結(jié)晶器或者蒸發(fā)器或制粒機(jī)用于本發(fā)明方法以使硫酸銨晶體生長以作為較易于處理的、更加固體的產(chǎn)物進(jìn)行分離和去除。碳酸鈣產(chǎn)物顯示為主要是非常小的、直徑為1μ-8μ的球霰石球粒，且95重量％的球粒直徑為2μ-5μ。示例性兩階段方法實(shí)施方式的反應(yīng)器排序圖10a、10b和10c一起顯示圖1所示的本發(fā)明兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖。該順序圖用于其中每個(gè)反應(yīng)器的進(jìn)料在10分鐘內(nèi)裝料，然后在反應(yīng)器中混合材料10分鐘，然后反應(yīng)器在10分鐘內(nèi)卸料的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法。如圖10a、10b和10c所示的順序圖的各行的各方塊代表其中操作時(shí)間從左至右過去的10分鐘時(shí)間段和各方塊垂直代表相同的10分鐘時(shí)間段。順序圖的各行代表與圖1中的反應(yīng)器相關(guān)的操作時(shí)間，其中第一行代表1號(hào)反應(yīng)器(8)的操作時(shí)間并且第二行代表2號(hào)反應(yīng)器(11)的操作時(shí)間。順序圖的陰影顯示在圖1所示過濾器(其在這種情況下是真空帶式過濾器)關(guān)閉的過程中(在圖頂部通過圖例標(biāo)記)所述方法的時(shí)間段。沒有陰影的方塊表明所有的過濾器是活性的。方塊內(nèi)的編號(hào)10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和150代表時(shí)間(分鐘)和方塊內(nèi)的標(biāo)記：1裝料、1反應(yīng)、1排出、2裝料、2反應(yīng)和2排出，表明反應(yīng)器和時(shí)間間隔期間發(fā)生的操作。例如，圖10a、10b和10c的順序圖第一排的第一個(gè)方塊標(biāo)記為“1裝料”，表示通過過濾器a(5)將石膏漿料(2)裝載到圖1的1號(hào)反應(yīng)器(8)內(nèi)，保留時(shí)間10分鐘。此外，第一排的第二個(gè)方塊標(biāo)記為“1反應(yīng)”，表示材料保持在1號(hào)反應(yīng)器(8)內(nèi)，保留時(shí)間10分鐘。第三個(gè)方塊表示將1號(hào)反應(yīng)器(8)中的漿料排出到1號(hào)過濾器(9)的10分鐘時(shí)間段，形成碳酸鈣和石膏餅(10)。順序圖的第2行類似于第1行，但是顯示2號(hào)反應(yīng)器(11)的裝料時(shí)間、保留時(shí)間和排出時(shí)間，分別標(biāo)記為2裝料、2反應(yīng)和2排出。通過比較在如該兩階段的兩個(gè)反應(yīng)器方法的該順序圖所示的各過濾器關(guān)閉150分鐘操作過程中的所有時(shí)間間隔，證實(shí)石膏漿料過濾器a(5)離線66.7％的時(shí)間，1號(hào)過濾器(9)關(guān)閉61.5％的時(shí)間和2號(hào)過濾器(15)關(guān)閉53.8％的時(shí)間。圖11a、11b和11c顯示圖2所示的兩階段、四個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖，其在關(guān)于本發(fā)明第二實(shí)施方式的下文中討論。圖11a、11b和11c的行、標(biāo)記和圖例與上述圖10類似。區(qū)別是圖2的第一階段中的平行反應(yīng)器——1號(hào)反應(yīng)器(36)和2號(hào)反應(yīng)器(40)——分別通過1a和1b表示于順序圖上，并且順序圖標(biāo)記2a和2b分別表示圖2的3號(hào)反應(yīng)器(41)和4號(hào)反應(yīng)器(42)。在兩階段、四個(gè)反應(yīng)器方法的圖11a、11b和11c所示的180分鐘操作期間，圖2的1號(hào)石膏漿料過濾器(32)離線33.3％的時(shí)間，2號(hào)過濾器(37)離線33.3％的時(shí)間和3號(hào)過濾器(43)離線26.7％的時(shí)間。圖12a、12b和12c顯示圖8a和8b所示的本發(fā)明兩階段、六個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖，其在關(guān)于本發(fā)明第二實(shí)施方式的下文中討論。該順序圖再一次與上述圖10和圖11的順序圖類似，除了圖12a、12b和12c中所示的1a、1b和1c分別表示圖8的1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)和5號(hào)反應(yīng)器(51)，并且圖12順序圖的2a、2b和2c分別表示圖8的3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)和6號(hào)反應(yīng)器(52)。該兩階段、六個(gè)反應(yīng)器方法的順序圖所示的時(shí)間期間，任何真空過濾器帶都一直沒有離線。以上所討論的順序圖表明在本方法的各階段中運(yùn)行平行反應(yīng)器的效率益處。2號(hào)實(shí)施方式-兩階段、四個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法本發(fā)明的第二實(shí)施方式是類似于兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器實(shí)施方式的兩階段的部分連續(xù)的逆流方法，但是包含四個(gè)反應(yīng)器，其中兩個(gè)反應(yīng)器在各階段中是平行的(參見圖2的工藝示意圖)。下文進(jìn)一步討論的該實(shí)施方式的擴(kuò)充是各階段內(nèi)具有大于兩個(gè)反應(yīng)器(例如六個(gè)反應(yīng)器)平行操作的兩階段方法，如圖8a和8b所示。增加額外的兩個(gè)反應(yīng)器以確保極高純度和極高收率的產(chǎn)物，當(dāng)使用包含具有較小表面積或含有雜質(zhì)的大晶體的石膏時(shí)，使它們的反應(yīng)性較小。此外，四個(gè)反應(yīng)器方法提供商業(yè)操作的效益，其中保持良好的帶式過濾器操作。所述方法具有兩組反應(yīng)器，但僅有一組過濾器，使得過濾器總是充滿過濾殘留餅。當(dāng)過濾器被持續(xù)給料時(shí)，保持良好的真空過濾，導(dǎo)致過濾塊的良好過濾和良好洗滌。當(dāng)將四個(gè)反應(yīng)器方法與圖1所示的兩個(gè)反應(yīng)器方法比較時(shí)，圖1中的方法顯示串聯(lián)的兩個(gè)反應(yīng)器和接收器(16)以保持硫酸銨/碳酸銨溶液(18)。圖2顯示的本方法的實(shí)施方式包括四個(gè)反應(yīng)器，其操作類似于串聯(lián)的兩個(gè)反應(yīng)器，而不使用接收器?？梢栽黾宇~外的反應(yīng)器和/或接收器(如果期望)用于平穩(wěn)的半連續(xù)操作。例如，在圖2中，可以增加接收器以保持硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。參考圖2，過濾器1(32)用于過濾進(jìn)入的由石膏和水組成的石膏漿料(30)，其包含已經(jīng)添加以溶解fgd石膏中的雜質(zhì)的1-5％硫酸。圖2方法中使用的帶式過濾器包含區(qū)域a和區(qū)域b。在過濾器1(32)(區(qū)域a)中，過濾石膏留下殘留餅，其在區(qū)域b具有通過它留下溶液至凈化和再循環(huán)(33)的洗滌水(31)。然后將石膏濾餅(34)進(jìn)料入1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有從過濾器3(43)區(qū)域a排出和來自3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。當(dāng)1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)接受硫酸銨/碳酸銨溶液(49)且處于來自混合器(35)或混合器(36)的混合作用之下時(shí)，可以引入石膏濾餅(34)。將石膏濾餅(34)和硫酸銨/碳酸銨溶液(49)填充至適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量比例后，繼續(xù)混合，同時(shí)將反應(yīng)進(jìn)行需要的時(shí)間以期望反應(yīng)完成，并按需添加氨(58)以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選ph7.6-9.0之間來防止起泡。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)器1(36)或反應(yīng)器2(40)的內(nèi)容物進(jìn)料到過濾器2(37)，其中收集作為硫酸銨溶液產(chǎn)物(46)的濾液作為產(chǎn)物，且將由碳酸鈣和石膏餅(38)組成的濾餅進(jìn)料給3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有碳酸銨溶液(50)且在適當(dāng)?shù)幕旌掀?42或44)的混合之下。當(dāng)裝料完成，繼續(xù)反應(yīng)需要的時(shí)間以完成反應(yīng)并按需將氨(58)添加至反應(yīng)器1(36)和反應(yīng)器2(40)以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選ph7.6-9.0之間來防止起泡。當(dāng)完成反應(yīng)且反應(yīng)器3(41)或反應(yīng)器4(45)是空的或清空至期望水平時(shí)，3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)中形成的漿料可以進(jìn)料至過濾器3(43)、區(qū)域a以形成待送至空的反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。濾餅具有水洗(46)以去除任何留在濾餅中的硫酸銨溶液/碳酸銨溶液，這樣從餅洗滌的溶液可以通過利用溶液提供洗滌水溶液到碳酸銨吸收塔(48)而再循環(huán)至所述方法。然而，可以繞過水洗(46)以有利于不水洗或使用硫酸銨洗滌以穩(wěn)定化所述方法中形成的球霰石用于長期儲(chǔ)存。對(duì)于平穩(wěn)運(yùn)行的方法，過濾器通常裝填有餅。來自過濾器1(32)的石膏濾餅(34)進(jìn)料到1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)，如同進(jìn)料到相同反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)一樣。來自過濾器2(37)的濾餅進(jìn)料到3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)，其中新鮮的碳酸銨溶液(50)進(jìn)料相同反應(yīng)器。3號(hào)過濾器(43)排出碳酸鈣產(chǎn)物餅(47)。通過具有液體接收器以保持硫酸銨/碳酸銨溶液部分而提供額外的工藝控制，如圖1所示并標(biāo)記為接收器(16)。具有多個(gè)反應(yīng)器的擴(kuò)充的2號(hào)實(shí)施方式如上所述，本發(fā)明第二實(shí)施方式的擴(kuò)充是各階段內(nèi)具有大于兩個(gè)反應(yīng)器平行操作的兩階段方法，例如六個(gè)反應(yīng)器，如圖8a和8b所示。在這種情況下，存在兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器的任何數(shù)量，以取決于進(jìn)料以待轉(zhuǎn)化的石膏的特征和產(chǎn)物硫酸銨和碳酸鈣的特征來促進(jìn)工藝控制和優(yōu)化產(chǎn)物純度和收率。進(jìn)一步地，使用額外的兩組反應(yīng)器通過降低或消除真空帶式過濾器的空載時(shí)間而改進(jìn)方法的效率。額外的反應(yīng)器組也允許通過允許調(diào)節(jié)保留時(shí)間、溫度、ph和反應(yīng)物比例更靈活地控制粒徑。從比較圖10-12看出，各階段的三個(gè)反應(yīng)器通過消除真空帶空載時(shí)間來改進(jìn)方法效率。這尤其通過圖12顯示，其中圖12a、12b和12c顯示圖8a和8b所示的兩階段六個(gè)反應(yīng)器的方法的工藝順序圖。所述方法期間任何真空過濾器帶都一直沒有離線，而是始終滿負(fù)荷運(yùn)行。圖10-12的順序圖顯示在所述方法的各階段運(yùn)行平行反應(yīng)器的效率益處。額外的反應(yīng)器還允許反應(yīng)器中保留時(shí)間的靈活性，提供控制粒徑和形狀以確保完成大的、反應(yīng)性較小的石膏的轉(zhuǎn)化。圖8中，過濾器1(32)用于過濾引入的由石膏和水組成的石膏漿料(30)，其包含已經(jīng)添加以溶解fgd石膏中的雜質(zhì)的1-5％硫酸。所述方法中使用的1號(hào)過濾器和2號(hào)過濾器被分區(qū)，包含區(qū)域a和區(qū)域b。在過濾器1(32)的區(qū)域a中，過濾石膏留下殘留餅，其在區(qū)域b具有通過它留下溶液至凈化和再循環(huán)(33)的洗滌水(31)。然后將石膏濾餅(34)進(jìn)料入1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有從過濾器3(43)區(qū)域a排出和來自3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)或6號(hào)反應(yīng)器(52)的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。當(dāng)1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)接受硫酸銨/碳酸銨溶液(49)且處于來自混合器(35)、混合器(39)或混合器(53)的混合作用之下時(shí)，可以引入石膏濾餅(34)。將石膏濾餅(34)和硫酸銨/碳酸銨溶液(49)填充至適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量比例后，繼續(xù)混合，同時(shí)將反應(yīng)進(jìn)行需要的時(shí)間。按需將氨(58)添加至1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選ph7.6-9.0之間來防止起泡。反應(yīng)完成后，將1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)的內(nèi)容物進(jìn)料到過濾器2(37)以保持連續(xù)過濾，其中收集作為硫酸銨溶液產(chǎn)物(46)的濾液作為產(chǎn)物，且將由碳酸鈣和石膏餅(38)組成的濾餅進(jìn)料給3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)或6號(hào)反應(yīng)器(52)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有碳酸銨溶液(50)且在適當(dāng)?shù)幕旌掀?42、44或54)的混合之下。當(dāng)裝料完成，繼續(xù)反應(yīng)需要的時(shí)間以結(jié)束反應(yīng)，并按需將氨(58)添加至3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)或6號(hào)反應(yīng)器(52)以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選ph7.6-9.0之間來防止起泡。當(dāng)完成反應(yīng)且1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)是空的時(shí)，3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)或6號(hào)反應(yīng)器(52)中形成的漿料可以被進(jìn)料至過濾器3(43)的區(qū)域a，來保持連續(xù)過濾以形成待送至空的反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。濾餅具有水洗(46)以去除任何留在濾餅中的硫酸銨溶液/碳酸銨溶液(49)，這樣從餅洗滌的溶液可以通過利用溶液提供洗滌水溶液到碳酸銨吸收塔(48)再循環(huán)至所述方法。對(duì)于平穩(wěn)運(yùn)行的方法，過濾器始終裝填有餅。來自過濾器1(32)的石膏濾餅(34)進(jìn)料到1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)或5號(hào)反應(yīng)器(51)，如同進(jìn)料到相同反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)一樣。來自過濾器2(37)的濾餅進(jìn)料到3號(hào)反應(yīng)器(41)、4號(hào)反應(yīng)器(45)或6號(hào)反應(yīng)器(52)，其中新鮮的碳酸銨溶液(50)進(jìn)料相同的反應(yīng)器。3號(hào)過濾器(43)排出碳酸鈣產(chǎn)物餅(47)。通過具有液體接收器以保持硫酸銨/碳酸銨溶液部分來提供額外的工藝控制，如圖1所示并標(biāo)記為接收器(16)。3號(hào)實(shí)施方式–三或更多階段、六個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器-石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法本發(fā)明的第三實(shí)施方式是部分連續(xù)的逆流方法，其包括兩個(gè)或更多個(gè)的多個(gè)階段和包括兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器的任何數(shù)量，以取決于進(jìn)料以待轉(zhuǎn)化的石膏的特征和產(chǎn)物硫酸銨和碳酸鈣的期望特征而選擇階段和反應(yīng)器的數(shù)量，以促進(jìn)工藝控制和優(yōu)化產(chǎn)物純度和收率(參見圖9a、9b和9c的方法示意圖)。產(chǎn)物碳酸鈣的尺寸和/或多晶型物可以通過在大于兩階段中進(jìn)行本發(fā)明方法來控制。碳酸鈣多晶型物球霰石和文石的穩(wěn)定性是低的，尤其是球霰石的穩(wěn)定性。因此，圖9a、9b和9c的示意圖可以任選包括直接使用硫酸銨或再循環(huán)硫酸銨以阻止和或延遲產(chǎn)物碳酸鈣多晶型物(例如球霰石)變?yōu)楦€(wěn)定的碳酸鈣多晶型物例如方解石。圖9a-c的示意圖顯示包含三階段、利用三組兩個(gè)平行反應(yīng)器的方法實(shí)施方式。盡管圖9a-c的示意圖顯示包含至少六個(gè)反應(yīng)器的方法，但可以使用更多的反應(yīng)器例如如圖8a和8b所示的用于各階段的三個(gè)反應(yīng)器?？梢允褂么笥谌A段，包括多階段，如兩個(gè)平行反應(yīng)器中用括弧標(biāo)出的指數(shù)“n”指示的如圖9a、9b和9c所示的大于三階段，5號(hào)反應(yīng)器(51)和6號(hào)反應(yīng)器(52)和它們的過濾器4(53)和混合器(54和55)。圖9中，過濾器1(32)用于過濾進(jìn)入的由石膏和水組成的石膏漿料(30)，其包含已經(jīng)添加以溶解fgd石膏中的雜質(zhì)的1-5％硫酸。所述方法中使用的帶式過濾器包含區(qū)域a和區(qū)域b。在過濾器1(32)的區(qū)域a中，過濾石膏留下殘留餅，其在區(qū)域b具有通過它留下溶液至凈化和再循環(huán)(33)的洗滌水(31)。然后將石膏濾餅(34)進(jìn)料入1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有從過濾器4(53)排出和來自5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)的硫酸銨/碳酸銨溶液(57)。當(dāng)1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)接受硫酸銨/碳酸銨溶液(57)且處于來自混合器(35)或混合器(39)的混合作用之下時(shí)，可以引入石膏濾餅(34)。將石膏濾餅(34)和硫酸銨/碳酸銨溶液(57)填充至適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量比例后，繼續(xù)混合，同時(shí)將反應(yīng)進(jìn)行需要的時(shí)間并按需將氨(58)添加至1號(hào)反應(yīng)器(36)和2號(hào)反應(yīng)器(40)，以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0之間來防止起泡。然而，可能需要通過添加酸例如硫酸來中和氨。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)器1(36)或反應(yīng)器2(40)的內(nèi)容物進(jìn)料到過濾器2(37)，其中收集作為硫酸銨溶液產(chǎn)物(46)的濾液作為產(chǎn)物，且將由碳酸鈣和石膏餅(38)組成的濾餅進(jìn)料給5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有硫酸銨/碳酸銨溶液(49)且在適當(dāng)?shù)幕旌掀?54或55)的混合之下。當(dāng)裝料完成時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間至期望的部分完成率，并繼續(xù)混合同時(shí)將反應(yīng)進(jìn)行所需的時(shí)間。按需將氨(58)添加至1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)、5號(hào)反應(yīng)器(51)和6號(hào)反應(yīng)器(52)，以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0之間來防止起泡。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到該階段期望的完成率且1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)是空的時(shí)，5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)中形成的漿料可以進(jìn)料至過濾器4(53)以形成待送至空的反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(57)。將碳酸鈣和從過濾器4(53)排出的石膏餅(56)進(jìn)料給3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)，其之前已經(jīng)裝料有、或正在裝料有碳酸銨溶液(50)且在適當(dāng)?shù)幕旌掀?42)或(44)的混合之下。當(dāng)裝料完成，繼續(xù)反應(yīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間完成反應(yīng)，并按需將氨(58)添加至1號(hào)反應(yīng)器(36)、2號(hào)反應(yīng)器(40)、5號(hào)反應(yīng)器(51)、6號(hào)反應(yīng)器(52)、3號(hào)碼反應(yīng)器(41)和/或4號(hào)反應(yīng)器(45)，以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選ph7.6-9.0之間來防止起泡?？赡苄枰ㄟ^添加酸例如硫酸來中和氨。當(dāng)完成反應(yīng)且5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)是空的時(shí)，3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)中形成的漿料可以進(jìn)料至過濾器3(43)區(qū)域a，以形成待送至空的5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)。如果所述方法使得平行反應(yīng)器(例如5號(hào)反應(yīng)器(51)和6號(hào)反應(yīng)器(52))的中間對(duì)的數(shù)量大于當(dāng)“n”等于1時(shí)，那么它們的操作將要求過濾器(例如過濾器4(53))將固體碳酸鈣和石膏餅進(jìn)料轉(zhuǎn)送到下一對(duì)反應(yīng)器，以進(jìn)一步反應(yīng)餅以形成碳酸鈣。硫酸銨/碳酸銨溶液將以與下一對(duì)反應(yīng)器相反的方向進(jìn)料以形成硫酸銨。濾餅具有水洗(46)以去除任何留在濾餅中的硫酸銨溶液/碳酸銨溶液，這樣從餅洗滌的溶液可以通過利用溶液提供洗滌水溶液到碳酸銨吸收塔(48)再循環(huán)至所述方法。然而，可以繞過水洗(13)以有利于不水洗或使用硫酸銨洗滌以穩(wěn)定化所述方法中形成的球霰石用于長期儲(chǔ)存。對(duì)于平穩(wěn)運(yùn)行的方法，過濾器裝填有餅，優(yōu)選滿負(fù)載。來自過濾器1(32)的石膏濾餅(34)進(jìn)料到1號(hào)反應(yīng)器(36)或2號(hào)反應(yīng)器(40)，如同進(jìn)料到相同反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液(57)一樣。來自過濾器2(37)的濾餅進(jìn)料5號(hào)反應(yīng)器(51)或6號(hào)反應(yīng)器(52)，其中新鮮的硫酸銨/碳酸銨溶液(49)進(jìn)料相同的反應(yīng)器。來自4號(hào)過濾器(53)的濾餅進(jìn)料到3號(hào)反應(yīng)器(41)或4號(hào)反應(yīng)器(45)，其中新鮮的碳酸銨溶液(50)進(jìn)料相同反應(yīng)器。3號(hào)過濾器(43)排出碳酸鈣產(chǎn)物餅(47)。通過具有液體接收器以保持硫酸銨/碳酸銨溶液部分而提供額外的工藝控制，如圖1所示并標(biāo)記為接收器(16)。4號(hào)實(shí)施方式–三階段、三個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法三反應(yīng)器三階段的逆流方法是本發(fā)明的一種實(shí)施方式。所述方法的示意圖顯示于圖16。參考圖16，碳酸銨溶液(例如由氨和發(fā)電廠煙道氣中的二氧化碳制備)進(jìn)入3號(hào)反應(yīng)器(22)的工藝和未反應(yīng)的石膏進(jìn)入1號(hào)反應(yīng)器(8)的工藝。這種反應(yīng)物的引入確保將之前部分反應(yīng)的石膏暴露于3號(hào)反應(yīng)器(22)中最大強(qiáng)度的碳酸銨溶液(例如通過吸收塔從煙道氣co2制備的那樣)，產(chǎn)生過量碳酸銨，其使得能夠100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。此外，在1號(hào)反應(yīng)器中，部分反應(yīng)的碳酸銨溶液與全強(qiáng)度石膏反應(yīng)，使得碳酸銨100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨?；谒龅膶?shí)驗(yàn)室程序，例如，在以下公開的實(shí)施例中，圖16描繪了本發(fā)明三階段的部分連續(xù)的逆流方法，其使用三個(gè)反應(yīng)器如通過臺(tái)架規(guī)模實(shí)驗(yàn)室測(cè)試來模擬。參考圖16，石膏漿料(2)是之前用硫酸處理的石膏漿料，將硫酸倒在過濾器a(5)上，形成殘留餅。然后用洗滌水(3)沖洗石膏餅(6)以去除污染物和硫酸。將石膏餅(6)進(jìn)料給1號(hào)反應(yīng)器(8)，其中其與來自2號(hào)過濾器(15)和它的接收器(16)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)混合?；旌掀?7)用于攪拌1號(hào)反應(yīng)器(8)的內(nèi)容物。1號(hào)反應(yīng)器(8)的溫度保持于41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。碳酸銨在1號(hào)反應(yīng)器(8)中快速反應(yīng)，因?yàn)榇嬖诨瘜W(xué)計(jì)量過量的石膏。按需添加氫氧化銨溶液或氨氣或氨液體形式的氨(21)，以防止1號(hào)反應(yīng)器(8)內(nèi)起泡。4-60分鐘和優(yōu)選約10分鐘的保留時(shí)間后，將來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的流出物排出到1號(hào)過濾器(9)。濾液是硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。然而，為中和氨，可能需要添加酸例如硫酸。將碳酸鈣和在1號(hào)過濾器(9)中形成的石膏餅(10)的組合進(jìn)料給2號(hào)反應(yīng)器(11)，其中它與來自3號(hào)過濾器(25)和它的接收器(26)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)混合。按需將氨(21)添加至1號(hào)反應(yīng)器(8)、2號(hào)反應(yīng)器(11)和3號(hào)反應(yīng)器(51)，以通過將ph控制在6.8-9.4和優(yōu)選7.6-9.0之間來防止起泡?；旌掀?20)用于攪拌2號(hào)反應(yīng)器(11)的內(nèi)容物。將2號(hào)反應(yīng)器(11)的溫度保持于41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。按需添加氫氧化銨溶液或氨氣或氨液體形式的氨(21)，以防止2號(hào)反應(yīng)器(11)內(nèi)起泡。4-60分鐘和優(yōu)選約10分鐘的保留時(shí)間后，將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的流出物排出到2號(hào)過濾器(15)和它的接收器(16)。將碳酸鈣和在2號(hào)過濾器(15)中形成的石膏餅(24)的組合進(jìn)料給3號(hào)反應(yīng)器(22)。在120°f-60°f和優(yōu)選110°f-70°f，但最優(yōu)選100°f-80°f的溫度下，將25-35％和優(yōu)選33％的碳酸銨溶液(12)計(jì)量至3號(hào)反應(yīng)器(22)并通過混合器(23)攪拌。將3號(hào)反應(yīng)器(22)的溫度保持于41°f-176°f，優(yōu)選60°f-120°f，更優(yōu)選70°f-110°f和最優(yōu)選80°f-100°f。石膏在3號(hào)反應(yīng)器(22)中快速反應(yīng)，因?yàn)榇嬖诨瘜W(xué)計(jì)量過量的碳酸銨。按需添加氫氧化銨溶液或氨氣或氨液體形式的氨(21)，以防止反應(yīng)器內(nèi)起泡。4-60分鐘和優(yōu)選約10分鐘的保留時(shí)間后，將流出物從3號(hào)反應(yīng)器(22)送至3號(hào)過濾器(25)以形成碳酸鈣餅。然后用水洗(13)沖洗碳酸鈣餅產(chǎn)生碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)。然而，可以繞過水洗(13)以有利于不水洗或使用硫酸銨洗滌以穩(wěn)定化所述方法中形成的球霰石用于長期儲(chǔ)存。至碳酸銨吸收塔(17)的洗滌水溶液此刻包含當(dāng)制備碳酸銨溶液(12)供所述方法之用時(shí)使用的一些碳酸銨和硫酸銨。應(yīng)注意，通過具有保持硫酸銨/碳酸銨溶液部分的液體接收器而提供額外的工藝控制，如圖16所示并標(biāo)記為接收器(16和26)。5號(hào)實(shí)施方式-在反應(yīng)器中制備碳酸銨-碳酸氫銨溶液的多階段、多個(gè)反應(yīng)器石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法本發(fā)明所有實(shí)施方式使用其中石膏與碳酸銨反應(yīng)以生產(chǎn)碳酸鈣和硫酸銨的本發(fā)明部分連續(xù)的逆流方法。本發(fā)明之前描述的實(shí)施方式使用反應(yīng)物碳酸銨，其已經(jīng)在本方法的反應(yīng)器外制備。生產(chǎn)碳酸銨的一種方法是使二氧化碳與氨反應(yīng)。如果fgd石膏作為方法起始材料處理，則碳酸銨可便利地、環(huán)境上和經(jīng)濟(jì)上通過使發(fā)電廠煙道氣(包含二氧化碳)直接與氨反應(yīng)或使從煙道氣去除的二氧化碳與氨反應(yīng)來制備。本發(fā)明的本實(shí)施方式使用其中碳酸銨在工藝反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的本發(fā)明方法。因此，該實(shí)施方式涵蓋該多階段、多個(gè)反應(yīng)器的部分連續(xù)的逆流方法。本實(shí)施方式的示意圖顯示于圖15，其是圖1所示第一個(gè)實(shí)施方式的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器工藝的改良形式。選擇兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的實(shí)施方式來闡明該第五個(gè)實(shí)施方式是由于它的簡單。圖15上的參考號(hào)與圖1相同，除了本實(shí)施方式在工藝反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)碳酸銨所需的變化。請(qǐng)參考之前描述的圖1以獲得圖1和圖15共有的各參考號(hào)的解釋。圖15中不同的是將氨(21)進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器(8)和2號(hào)反應(yīng)器(11)兩者。還將二氧化碳(12)進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器(8)和2號(hào)反應(yīng)器(11)兩者，其中氨和二氧化碳反應(yīng)以生產(chǎn)碳酸銨——本方法中的初始反應(yīng)物。洗滌器的排放口(22)提供去除過量的氨和二氧化碳。方法的沖洗水(17)再循環(huán)到2號(hào)反應(yīng)器(11)且如果充分的反應(yīng)需要，可以補(bǔ)充有額外的水。該實(shí)施方式的操作和測(cè)試描述于以下實(shí)施例中，且本發(fā)明的上述實(shí)施方式表明碳酸銨的生產(chǎn)是成功的并存在石膏向碳酸鈣和硫酸銨的100％的轉(zhuǎn)化。將氨和二氧化碳直接添加至反應(yīng)器避免了會(huì)稀釋硫酸銨產(chǎn)物的一些水。非限制性實(shí)施方式的概括1.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和石膏餅；將反應(yīng)物流石膏餅和硫酸銨和碳酸銨的溶液進(jìn)料入第一反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第一反應(yīng)器達(dá)選擇的保留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)預(yù)選的化學(xué)反應(yīng)度，以形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；排出包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入第一反應(yīng)器的反應(yīng)物流；從所述硫酸銨溶液中分離所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物，以產(chǎn)生產(chǎn)物硫酸銨溶液和第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅和碳酸銨溶液進(jìn)料入第二反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止反應(yīng)物流進(jìn)入所述第二反應(yīng)器達(dá)選擇的保留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以形成第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；排出所述第一和第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；恢復(fù)進(jìn)入第二反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與硫酸銨和碳酸銨的溶液分離，以形成產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和向所述第一反應(yīng)器添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液。2.根據(jù)1)所述的方法，其中分離所述石膏的水性漿料以形成第一和第二石膏液體殘留物和石膏餅的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上過濾石膏的水性漿料，其中在區(qū)域a，過濾石膏漿料產(chǎn)生第一石膏液體殘留物和殘留石膏餅；和將所述過濾器上的殘留石膏餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述殘留石膏餅以產(chǎn)生第二石膏液體殘留物。3.根據(jù)1)所述的方法，其中將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的溶液分離的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上從所述硫酸銨和碳酸銨的溶液過濾所述第一和第二沉淀物碳酸鈣，其中在區(qū)域a，過濾所述硫酸銨和碳酸銨的溶液產(chǎn)生碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；向所述第一和第二反應(yīng)器中的一者或兩者添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；將過濾器上的所述碳酸鈣餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述碳酸鈣餅以形成產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收器以保留碳酸銨。4.根據(jù)1)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：用水洗滌所述產(chǎn)物碳酸鈣餅以產(chǎn)生硫酸銨和碳酸銨的洗滌殘留溶液；和向所述第一反應(yīng)器添加所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌殘留溶液。5.根據(jù)1)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：用水洗滌所述產(chǎn)物碳酸鈣餅以產(chǎn)生硫酸銨和碳酸銨的洗滌殘留溶液；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌殘留溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收塔。6.根據(jù)1)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：向所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器添加氨或氫氧化銨以減少起泡。7.根據(jù)1)所述的方法，其中所述產(chǎn)物硫酸銨溶液包含硫酸銨并且所述產(chǎn)物碳酸鈣餅包含碳酸鈣，其中硫酸銨的收率為97-100％和碳酸鈣的收率為97-100％。8.根據(jù)1)所述的方法，其中所述產(chǎn)物硫酸銨溶液包含硫酸銨并且所述產(chǎn)物碳酸鈣餅包含碳酸鈣，其中硫酸銨的收率為100％和碳酸鈣的收率為100％。9.根據(jù)1)所述的方法，其中對(duì)于產(chǎn)物碳酸鈣和產(chǎn)物硫酸銨的100％收率，所述方法的總保留時(shí)間為4-60分鐘。10.根據(jù)1)所述的方法，其中所述方法在41-176°f的溫度下進(jìn)行。11.根據(jù)1)所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述第一反應(yīng)器和所述第二反應(yīng)器內(nèi)通過選自葉輪混合器、槳式混合器、超聲混合器和均質(zhì)器的混合器混合。12.根據(jù)1)所述的方法，其中所述分離步驟通過選自帶式過濾器、盤式過濾器、鼓式過濾器和離心機(jī)的裝置實(shí)現(xiàn)。13.根據(jù)1)所述的方法，其中通過包括以下步驟的酸沖洗方法從所述石膏去除污染物：分離所述石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和石膏餅；用包含0.01-10％濃度的硫酸的水溶液沖洗所述石膏餅以形成純化的石膏餅；和用水沖洗所述純化的石膏餅以去除殘留硫酸溶液，以形成最終純化的石膏餅。14.根據(jù)13)所述的方法，其中所述石膏是磷石膏并且污染物是鈾，其中從所述石膏餅去除鈾以導(dǎo)致所述石膏餅中的鈾降低40-75％。15.根據(jù)1)所述的方法，其中所述石膏的水性漿料直接來自sox洗滌器。16.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和石膏餅；將反應(yīng)物流石膏餅以及硫酸銨和碳酸銨的溶液選擇性地進(jìn)料入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第一反應(yīng)器和所述第二反應(yīng)器中的一者或兩者達(dá)第一反應(yīng)器保留時(shí)間和第二反應(yīng)器保留時(shí)間，所述第一反應(yīng)器保留時(shí)間和第二反應(yīng)器保留時(shí)間被選擇以在第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者中形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；從第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者排出所述包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者的反應(yīng)物流；將所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨溶液分離以產(chǎn)生產(chǎn)物硫酸銨溶液以及沉淀碳酸鈣和石膏的殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅和碳酸銨溶液選擇性地進(jìn)料入第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者達(dá)第三反應(yīng)器保留時(shí)間和第四反應(yīng)器保留時(shí)間，所述第三反應(yīng)器保留時(shí)間和第四反應(yīng)器保留時(shí)間被選擇以在第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以形成第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；從第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者排出所述第一和第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；恢復(fù)進(jìn)入第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者的反應(yīng)物流；將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的溶液分離，以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和向第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液。17.根據(jù)16)所述的方法，其中所述分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生第一和第二石膏液體殘留物和石膏餅的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上過濾石膏的水性漿料，其中在區(qū)域a，過濾所述石膏漿料產(chǎn)生第一石膏液體殘留物和殘留石膏餅；和將所述過濾器上的所述殘留石膏餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述殘留石膏餅以產(chǎn)生第二石膏液體殘留物。18.根據(jù)16)所述的方法，其中將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的溶液分離的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上從所述硫酸銨和碳酸銨的溶液過濾所述第一和第二沉淀物碳酸鈣，其中在區(qū)域a，過濾所述硫酸銨和碳酸銨的溶液產(chǎn)生碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；向所述第一和第二反應(yīng)器中的一者或兩者添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；將所述過濾器上的碳酸鈣餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述碳酸鈣餅以形成產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收器以保留碳酸銨。19.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和殘留石膏餅；將反應(yīng)物流殘留石膏餅以及硫酸銨和碳酸銨的第二溶液選擇性地進(jìn)料入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者達(dá)第一反應(yīng)器保留時(shí)間和第二反應(yīng)器保留時(shí)間，所述第一反應(yīng)器保留時(shí)間和第二反應(yīng)器保留時(shí)間被選擇以在第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者中形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；從第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者排出包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的一者或兩者的反應(yīng)物流；將所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨溶液分離，以形成產(chǎn)物硫酸銨溶液和第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅以及碳酸銨溶液選擇性地進(jìn)料入第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者達(dá)第三反應(yīng)器保留時(shí)間和第四反應(yīng)器保留時(shí)間，所述第三反應(yīng)器保留時(shí)間和第四反應(yīng)器保留時(shí)間被選擇以在第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者中形成第三沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的第一溶液；從第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者排出所述第三沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的第一溶液；恢復(fù)進(jìn)入第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器中的一者或兩者的反應(yīng)物流；將所述第一、第二和第三沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的第一溶液分離，以形成產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的第一殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；將反應(yīng)物流硫酸銨和碳酸銨的第一殘留溶液以及第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅選擇性地進(jìn)料入第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者達(dá)第五反應(yīng)器保留時(shí)間和第六反應(yīng)器保留時(shí)間，所述第五反應(yīng)器保留時(shí)間和第六反應(yīng)器保留時(shí)間被選擇以在第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者中形成硫酸銨和碳酸銨的第二溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物；從第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者排出所述硫酸銨和碳酸銨的第一和第二溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物；恢復(fù)進(jìn)入第五反應(yīng)器和第六反應(yīng)器中的一者或兩者的反應(yīng)物流；將所述第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨和碳酸銨的第二溶液分離，以產(chǎn)生硫酸銨和碳酸銨的第二殘留溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅；將所述硫酸銨和碳酸銨的第二殘留溶液進(jìn)料入所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器；和將所述第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅進(jìn)料入所述第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器。20.根據(jù)19)所述的方法，其中所述分離石膏的水性漿料以形成第一和第二石膏液體殘留物和石膏餅的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上過濾石膏的水性漿料，其中在區(qū)域a，過濾所述石膏漿料產(chǎn)生第一石膏液體殘留物和殘留石膏餅；和將所述過濾器上的所述殘留石膏餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述殘留石膏餅以形成第二石膏液體殘留物。21.根據(jù)19)所述的方法，其中所述將第一、第二、第三、第四、第五和第六沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的第一溶液分離的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上從所述硫酸銨和碳酸銨的溶液過濾所述第一、第二、第三、第四、第五和第六沉淀物碳酸鈣，其中在區(qū)域a，過濾所述硫酸銨和碳酸銨的溶液產(chǎn)生碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；向第一、第二、第三、第四、第五和第六反應(yīng)器中的任何之一或所有添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；將所述過濾器上的碳酸鈣餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述碳酸鈣餅以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收器以保留碳酸銨。22.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和殘留石膏餅；將反應(yīng)物流殘留石膏餅以及硫酸銨和碳酸銨的第二溶液進(jìn)料入第一反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第一反應(yīng)器達(dá)選擇的第一反應(yīng)器保留時(shí)間以在所述第一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在所述第一反應(yīng)器中形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；從所述第一反應(yīng)器排出所述包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入所述第一反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨溶液分離以產(chǎn)生產(chǎn)物硫酸銨溶液和第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅以及碳酸銨溶液選擇性地進(jìn)料入第三反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止反應(yīng)物流進(jìn)入所述第三反應(yīng)器達(dá)選擇的第三反應(yīng)器保留時(shí)間以在所述第三反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在所述第三反應(yīng)器中形成第三沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的第一溶液；從所述第三反應(yīng)器排出所述第三沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的第一溶液；恢復(fù)進(jìn)入所述第三反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一、第二和第三沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的第一溶液分離，以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的第一殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；將反應(yīng)物流所述硫酸銨和碳酸銨的第一殘留溶液以及第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅進(jìn)料入第二反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止反應(yīng)物流進(jìn)入所述第二反應(yīng)器達(dá)選擇的第二反應(yīng)器保留時(shí)間以在所述第二反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在所述第二反應(yīng)器中形成硫酸銨和碳酸銨的第二溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物；從所述第二反應(yīng)器排出硫酸銨和碳酸銨的第一和第二溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物；恢復(fù)進(jìn)入所述第二反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨和碳酸銨的第二溶液分離，以形成硫酸銨和碳酸銨的第二殘留溶液以及第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅；將所述硫酸銨和碳酸銨的第二殘余溶液進(jìn)料入所述第一反應(yīng)器；和將所述第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余餅進(jìn)料入所述第三反應(yīng)器。23.根據(jù)22)所述的方法，其中所述分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生第一和第二石膏液體殘留物和石膏餅的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上過濾石膏的水性漿料，其中在區(qū)域a，過濾所述石膏漿料產(chǎn)生第一石膏液體殘留物和殘留石膏餅；和將所述過濾器上的殘留石膏餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述殘留石膏餅以形成第二石膏液體殘留物。24.根據(jù)22)所述的方法，其中所述將第二沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨和碳酸銨的第二溶液分離的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上從所述硫酸銨和碳酸銨的溶液過濾第一和第二沉淀物碳酸鈣，其中在區(qū)域a，過濾所述硫酸銨和碳酸銨的溶液產(chǎn)生碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；向第一、第二和第三反應(yīng)器中的任何之一或所有添加硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；將所述過濾器上的碳酸鈣餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述碳酸鈣餅以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收器以保留碳酸銨。25.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和石膏餅；將反應(yīng)物流氨、二氧化碳、所述石膏餅以及硫酸銨和碳酸銨的溶液進(jìn)料入第一反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述第一反應(yīng)器達(dá)選擇的保留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；排出包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入所述第一反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨溶液分離，以產(chǎn)生產(chǎn)物硫酸銨溶液以及第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流氨、二氧化碳、所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅以及碳酸銨溶液進(jìn)料入第二反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止反應(yīng)物流進(jìn)入所述第二反應(yīng)器達(dá)選擇的保留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以形成第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；排出第一和第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；恢復(fù)入所述第二反應(yīng)器的反應(yīng)物流；從所述第一和第二反應(yīng)器排出過量的二氧化碳和氨；將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的溶液分離，以形成產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和向所述第一反應(yīng)器添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液。26.根據(jù)25)所述的方法，其中所述分離石膏的水性漿料以形成第一和第二石膏液體殘留物和石膏餅的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上過濾石膏的水性漿料，其中在區(qū)域a，過濾所述石膏漿料產(chǎn)生第一石膏液體殘留物和殘留石膏餅；和將所述過濾器上的殘留石膏餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述殘留石膏餅以產(chǎn)生第二石膏液體殘留物。27.根據(jù)25)所述的方法，其中所述將第一和第二沉淀物碳酸鈣與硫酸銨和碳酸銨的溶液分離的步驟通過包括以下的步驟實(shí)現(xiàn)：在具有兩個(gè)區(qū)域——區(qū)域a和區(qū)域b——的過濾器上從所述硫酸銨和碳酸銨的溶液過濾所述第一和第二沉淀物碳酸鈣，其中在區(qū)域a，過濾所述硫酸銨和碳酸銨的溶液產(chǎn)生碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；向第一和第二反應(yīng)器中的一者或兩者添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；將所述過濾器上的碳酸鈣餅轉(zhuǎn)移到區(qū)域b，其中用水洗滌所述碳酸鈣餅以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和將所述硫酸銨和碳酸銨的洗滌水溶液進(jìn)料至碳酸銨吸收器以保留碳酸銨。28.一種用于將石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣的部分連續(xù)的逆流方法，所述方法包括以下步驟：分離石膏的水性漿料以產(chǎn)生石膏液體殘留物和石膏餅；將反應(yīng)物流所述石膏餅以及硫酸銨和碳酸銨的溶液選擇性地進(jìn)料入多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器達(dá)為所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器選擇的反應(yīng)器保留時(shí)間，其中對(duì)于特定的一個(gè)反應(yīng)器的保留時(shí)間被選擇以在該特定的一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以在所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器中形成包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；從所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器排出包含第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物的硫酸銨溶液；恢復(fù)進(jìn)入所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏殘余物與所述硫酸銨溶液分離以產(chǎn)生產(chǎn)物硫酸銨溶液以及沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅；保留所述產(chǎn)物硫酸銨溶液；將反應(yīng)物流所述第一沉淀物碳酸鈣和石膏的殘余餅以及碳酸銨溶液選擇性地進(jìn)料入所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；停止所述反應(yīng)物流進(jìn)入所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器達(dá)為所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器選擇的反應(yīng)器保留時(shí)間，其中對(duì)于特定的一個(gè)反應(yīng)器的保留時(shí)間被選擇以在該特定的一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的化學(xué)反應(yīng)度，以形成第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；從所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器排出所述第一和第二沉淀物碳酸鈣以及硫酸銨和碳酸銨的溶液；恢復(fù)進(jìn)入所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器的反應(yīng)物流；將所述第一和第二沉淀物碳酸鈣與所述硫酸銨和碳酸銨的溶液分離，以產(chǎn)生產(chǎn)物碳酸鈣餅以及硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液；保留所述產(chǎn)物碳酸鈣餅；和向所述多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或所有反應(yīng)器添加所述硫酸銨和碳酸銨的殘留溶液。本發(fā)明通過參考以下實(shí)施例闡明，所述實(shí)施例僅為說明性的性質(zhì)且應(yīng)被解釋為非限制的。實(shí)施例實(shí)施例1該多階段、部分連續(xù)的逆流方法的兩個(gè)反應(yīng)器的實(shí)施方式通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試以模擬如圖1所闡明的本發(fā)明方法來測(cè)試。實(shí)驗(yàn)程序和設(shè)備描述如下。實(shí)驗(yàn)室石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法方法設(shè)備和程序設(shè)備·2升燒杯·2升錐形燒瓶·51/4"id布氏漏斗·busch實(shí)驗(yàn)室真空泵·41cfm，聚酯濾布(與如下所述的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試中使用的反應(yīng)器過濾器相同)·實(shí)驗(yàn)室熱/攪拌板程序1.在燒杯中制備1體積％或5體積％(通常為1％)的硫酸水溶液。2.稱重待測(cè)試的石膏以制備包含約30％固體的漿料。3.在攪拌板上用磁性攪拌棒混合漿料至少20分鐘。4.通過向保持濾布的布氏漏斗添加漿料過濾它，并通過真空泵抽至真空。將所有濾液捕獲于錐形燒瓶中。用300mli級(jí)水洗滌所得餅。5.向用作反應(yīng)器1的燒杯添加洗滌的石膏。添加新鮮的33％碳酸銨溶液和36％硫酸銨溶液或從之前測(cè)試的反應(yīng)器2過濾回收的濾液(其包含50％化學(xué)計(jì)算需要量的碳酸銨和硫酸銨)。通過向i級(jí)水添加試劑級(jí)碳酸銨和進(jìn)料級(jí)硫酸銨制備新鮮溶液。6.在攪拌板上混合漿料10或20分鐘(通常為10分鐘)。通過將氨水噴射入反應(yīng)器來消除任何起泡。7.過濾漿料。濾液是硫酸銨產(chǎn)物溶液。8.向用作反應(yīng)器2的燒杯添加來自反應(yīng)器1過濾的殘留餅。向所述餅添加包含100％化學(xué)計(jì)算需要量的碳酸銨的新鮮的33％碳酸銨溶液。9.在攪拌板上混合所得漿料10或20分鐘(通常為10分鐘)。通過將氨水噴射入反應(yīng)器來消除任何起泡。10.過濾漿料并用300mli級(jí)水洗滌所得餅。保留反應(yīng)器2濾液為了下一個(gè)測(cè)試中可能的再循環(huán)至反應(yīng)器1。11.將所得餅在60℃烘箱干燥過夜以去除任何游離水分，然后通過定量儀器(氮分析儀是lecomodelfp-528；碳/硫分析儀是lecomodelsc-144dr)分析碳百分比、硫百分比和氮含量百分比。碳、硫和氮的快速分析結(jié)果可以通過將樣品干燥至水分平衡、然后利用儀器進(jìn)行分析來獲得。實(shí)施例2顯示在產(chǎn)物對(duì)照上洗滌的方法的效果的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試晶體尺寸和形態(tài)利用無水氨和延遲的產(chǎn)物水洗的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模測(cè)試該測(cè)試以例如圖1所示的本發(fā)明兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的實(shí)施方式進(jìn)行，以在各反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)石膏(在這種情況下是fgd石膏)到碳酸鈣的約50％轉(zhuǎn)化率，同時(shí)生產(chǎn)基本上純的碳酸鈣產(chǎn)物。所述測(cè)試使用已經(jīng)儲(chǔ)存和隨著時(shí)間的過去形成高濃度碳酸氫銨的碳酸銨溶液。為將碳酸氫銨變回碳酸銨，將無水氨噴射入各反應(yīng)器。需要這種調(diào)節(jié)以防止二氧化碳?xì)怏w形成。用1體積％(包括石膏中的水)的硫酸洗滌fgd石膏(175g)二十分鐘，然后過濾和用水洗滌。將該石膏進(jìn)料到1號(hào)反應(yīng)器，其中它與包含186.7g的36％硫酸銨溶液和267.86g的碳酸銨/碳酸氫銨溶液的溶液混合。碳酸銨/碳酸氫銨溶液在幾周之前制備，并在該測(cè)試時(shí)分析為2.7％c和6.2％n。假設(shè)在存儲(chǔ)時(shí)間期間，形成的大量碳酸氫鹽作為氨揮發(fā)。為在1號(hào)反應(yīng)器中獲得50％轉(zhuǎn)化率，以1.9cfm的速度添加無水氨11秒以將1號(hào)反應(yīng)器中的碳酸氫銨轉(zhuǎn)化為碳酸銨，同時(shí)混合溶液和石膏。反應(yīng)物混合二十分鐘并過濾所得漿料。向2號(hào)反應(yīng)器添加作為濾餅的產(chǎn)物和535.71g的碳酸銨/碳酸氫銨溶液，含量需要確保完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物碳酸鈣?；旌祥_始后以1.9cfm的速度向混合物添加無水氨22秒，并進(jìn)行混合二十分鐘。將最終產(chǎn)物過濾并在100攝氏度干燥過夜后，發(fā)現(xiàn)其為11.324％碳。四天后，將產(chǎn)物洗滌和再次干燥過夜并分析，得到11.636％c。將產(chǎn)物與鹽酸反應(yīng)顯示碳酸鈣產(chǎn)物包含1.05％未反應(yīng)的材料，其通過x射線衍射顯示為亞氯酸鹽、高嶺石、鉀長石、云母、斜長石、黃鐵礦、石英和大部分為硫酸鋇的無定形材料。x射線衍射還顯示產(chǎn)物中存在的碳酸鈣晶型是方解石和球霰石，后者是碳酸鈣的亞穩(wěn)定形式。樣品儲(chǔ)存31周后的偏振光顯微術(shù)分析顯示，大部分樣品是晶體尺寸最大為1x1x4微米的球霰石，和小部分樣品是晶體尺寸最大為3x3x7微米的方解石。利用無水氨不水洗最終產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模測(cè)試為測(cè)試該兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法中不含水洗步驟對(duì)碳酸鈣產(chǎn)物的粒徑和形成的影響，通過混合二十分鐘用1％硫酸溶液洗滌175g的fgd石膏。將混合物過濾，用水洗滌，并再次過濾。然后將fgd石膏餅在1號(hào)反應(yīng)器中與186.7g的36％硫酸銨溶液和267.86g的33％碳酸銨溶液混合。初始混合開始后，將無水氨以1.9cfm的速度噴射11秒，且混合繼續(xù)達(dá)總共二十分鐘。沒有額外的水洗滌的情況下過濾產(chǎn)物碳酸鈣，并向2號(hào)反應(yīng)器添加濾餅和535.71g碳酸銨溶液，同時(shí)攪拌。用噴霧器以1.9cfm的速度添加氨三十秒。將反應(yīng)物混合二十分鐘，然后過濾并在130華氏度干燥過夜，在干燥之前無任何水洗。最終碳酸鈣產(chǎn)物的偏振光顯微術(shù)顯示存在約75-95％球霰石和5-25％方解石，不存在未反應(yīng)的石膏。產(chǎn)物的晶體尺寸最大為3微米，其中球霰石形成最大50微米跨度的多孔聚集物。方解石包含棱狀單晶，尺寸為2-3微米，通過各反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)百分比來控制尺寸。利用無水氨且立即水洗最終產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模測(cè)試為顯示該兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法中使用水洗步驟對(duì)最終碳酸鈣產(chǎn)物的影響，通過混合二十分鐘用1％硫酸溶液洗滌175g的fgd石膏。將混合物過濾，用水洗滌，并再次過濾。然后將fgd石膏餅在1號(hào)反應(yīng)器中與186.7g的36％硫酸銨溶液和267.86g的33％碳酸銨溶液混合。初始混合開始后，將無水氨以1.9cfm的速度噴射11秒，且混合繼續(xù)達(dá)總共二十分鐘。將產(chǎn)物過濾并用500ml水洗滌，并再次過濾。向2號(hào)反應(yīng)器添加濾餅和535.71g碳酸銨溶液，同時(shí)攪拌。用噴霧器以1.9cfm的速度添加氨三十秒。將反應(yīng)物混合二十分鐘。將產(chǎn)物碳酸鈣過濾，用500ml水洗滌，再次過濾并在130華氏度干燥過夜。最終碳酸鈣產(chǎn)物的偏振光顯微術(shù)顯示存在約75-95％球霰石和5-25％方解石，不存在未反應(yīng)的石膏。產(chǎn)物的晶體尺寸最大為3微米，其中球霰石形成最大50微米的多孔聚集物。方解石包含棱狀單晶，尺寸為2微米，通過各反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)物比例來控制尺寸。以上三個(gè)測(cè)試表明：1.在反應(yīng)期間使用碳酸氫銨和添加氨可以替代使用碳酸銨。2.調(diào)節(jié)工藝參數(shù)控制產(chǎn)物粒(晶體)徑分布和具體的粒徑。3.調(diào)節(jié)工藝參數(shù)控制生產(chǎn)包括方解石、球霰石和文石的碳酸鈣多晶型物的特定種類。4.硫酸銨(尤其是硫酸根陰離子)能夠保持產(chǎn)物碳酸鈣的球霰石多晶型物在工藝期間穩(wěn)定。因此，本發(fā)明方法任選包括直接使用硫酸銨或再循環(huán)硫酸銨以防止產(chǎn)物球霰石變?yōu)榱硪环N碳酸鈣多晶型物例如文石或方解石。該多晶型物穩(wěn)定化的亞過程可以整合入本發(fā)明方法中，如圖1、2、8a-b和9a-c所示。實(shí)施例3試驗(yàn)工場(chǎng)石膏轉(zhuǎn)化的部分連續(xù)的逆流方法工藝設(shè)備和程序該試驗(yàn)工場(chǎng)是兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)，例如1號(hào)實(shí)施方式和圖1所示。設(shè)備·碳酸銨柱—30"直徑不銹鋼柱，具有鮑爾環(huán)包裝和除霧器墊，80加侖底槽·碳酸銨柱泵—durco5hp離心泵·碳酸銨溶液槽—3.5'直徑x4.67'高，具有碟形底，約350加侖，不銹鋼，具有蒸汽線圈·碳酸銨溶液槽攪拌器—1hp，不銹鋼·碳酸銨溶液泵—1/2"空氣隔膜泵·石膏酸洗槽—275加侖聚丙烯托特包(tote)，48"x40"x46"·石膏酸洗槽攪拌器—1/2hp，不銹鋼·硫酸槽—55加侖聚丙烯鼓·硫酸泵—120伏回轉(zhuǎn)泵·石膏酸洗泵—11/2"x1/2",0.5hp，seepex累進(jìn)式螺桿泵·石膏酸洗帶式過濾器—國家過濾介質(zhì)單元，具有19"x36"過濾段(4.75ft2)、19"x48"洗滌段(6.33ft2)、80cfm聚丙烯濾布、變速驅(qū)動(dòng)裝置、兩個(gè)真空泵和接收器、兩個(gè)離心濾液轉(zhuǎn)運(yùn)泵。·酸溶液槽-275加侖聚丙烯托特包，48"x40"x46"·反應(yīng)器1—2'直徑x2.5'高，具有錐形底，約35加侖，不銹鋼，具有蒸汽線圈·反應(yīng)器1攪拌器—1hp，不銹鋼·反應(yīng)器1泵-11/2”x13/4",0.75hp,seepex累進(jìn)式螺桿泵·反應(yīng)器1帶式過濾器—91/2"x42"(2.77ft2)過濾器面積，41cfm聚酯濾布，一個(gè)真空泵和接收器，1/2"空氣隔膜濾液轉(zhuǎn)運(yùn)泵·硫酸銨溶液槽-275加侖聚丙烯托特包，48"x40"x46"·硫酸銨溶液槽攪拌器—1/2“hp，不銹鋼·反應(yīng)器2-2'直徑x2.5'高，具有錐形底，約35加侖，不銹鋼，具有蒸汽線圈·反應(yīng)器2攪拌器—1hp，不銹鋼·反應(yīng)器2泵-11/2"x11/4"，0.75hp，seepex累進(jìn)式螺桿泵·反應(yīng)器2帶式過濾器—eimco單元，具有6"x24"過濾段(1ft2)、6"x18"洗滌段(0.75ft2)、41cm聚酯濾布、一個(gè)真空泵和兩個(gè)接收器、兩個(gè)1/2"空氣隔膜濾液轉(zhuǎn)運(yùn)泵·水洗槽-275加侖聚丙烯托特包，48"x40"x46"·碳酸銨洗滌泵—1"x1/2",120伏seepex累進(jìn)式螺桿泵·氨水槽-55加侖聚丙烯鼓·氨水泵–1/2"空氣隔膜泵·氨洗滌器—不銹鋼，具有塔預(yù)洗滌器和燭芯段，包括離心再循環(huán)泵和離心抽風(fēng)機(jī)程序：1.參考上述設(shè)備清單，碳酸銨柱裝載有29％氨水，并添加來自反應(yīng)器2帶式過濾器的適當(dāng)量的洗滌水以制備約33重量％碳酸銨溶液。噴射來自杜瓦瓶(容器)的二氧化碳直到獲得適當(dāng)?shù)膒h和比重，通過儀器的分析顯示獲得約33％碳酸銨溶液。2.通過碳酸銨柱泵將溶液泵送到碳酸銨溶液槽儲(chǔ)存。將溶液通過碳酸銨溶液槽攪拌器混合并通過碳酸銨溶液泵再循環(huán)，直到將溶液泵送到轉(zhuǎn)化工藝并用于轉(zhuǎn)化工藝。3.石膏酸洗槽裝載有自來水，并通過硫酸泵將93％硫酸從硫酸槽泵送以制備1體積％或5體積％硫酸溶液。4.將fgd石膏人工進(jìn)料入石膏酸洗槽直到漿料包含約30％石膏。允許石膏與酸溶液混合最少20分鐘。起泡可以發(fā)生在混合期間，但通過使用有機(jī)消泡劑消除?；旌虾?，通過石膏酸洗泵和槽上的裝料元件將漿料計(jì)量到石膏酸洗帶式過濾器。將漿料過濾，然后通過利用溢流堰用自來水洗滌以去除金屬雜質(zhì)和硫酸。將濾液泵送到酸性溶液槽儲(chǔ)存。5.反應(yīng)器1裝載有化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨和硫酸銨以實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)器1中期望的轉(zhuǎn)化量(通常是50％)。在一些測(cè)試中，使用來自碳酸銨溶液槽的新鮮的碳酸銨溶液，并使用36％硫酸銨溶液，其通過將進(jìn)料級(jí)硫酸銨溶于水中制備。在其他測(cè)試中，將來自反應(yīng)器2帶式過濾器的過濾區(qū)域、包含碳酸銨和硫酸銨的濾液再循環(huán)到反應(yīng)器1。該溶液混合物存在于反應(yīng)器1，然后添加石膏。6.將過濾的洗滌的石膏裝入反應(yīng)器1并通過反應(yīng)器1攪拌器與溶液混合10或20分鐘(通常是10分鐘)。在混合期間漿料還通過反應(yīng)器1泵再循環(huán)。利用氨水泵和反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置的大角度噴霧嘴通過將來自氨水槽的氨水噴射入反應(yīng)器來消除任何起泡。反應(yīng)器1中存在的過量石膏導(dǎo)致溶液完全轉(zhuǎn)化為硫酸銨。7.通過反應(yīng)器1泵將漿料泵送到反應(yīng)器1帶式過濾器。將部分轉(zhuǎn)化的餅真空過濾以去除作為濾液的純的硫酸銨溶液。通過濾液泵將這種溶液泵送到硫酸銨槽儲(chǔ)存。8.反應(yīng)器2利用碳酸銨溶液泵裝載有來自碳酸銨溶液槽的100％化學(xué)計(jì)算需要量的碳酸銨。該溶液存在于反應(yīng)器2，然后引入部分轉(zhuǎn)化的餅。9.將過濾的部分轉(zhuǎn)化的石膏餅和碳酸鈣裝入反應(yīng)器2并通過反應(yīng)器2攪拌器混合10或20分鐘(通常是10分鐘)。在混合期間漿料還通過反應(yīng)器2泵再循環(huán)。利用氨水泵和反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置的大角度噴霧嘴通過將來自氨水槽的氨水噴射入反應(yīng)器來消除任何起泡。反應(yīng)器2中存在的過量碳酸銨導(dǎo)致所述餅完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。10.通過反應(yīng)器2泵將漿料泵送到反應(yīng)器2帶式過濾器。將漿料過濾，然后通過利用溢流堰用自來水洗滌以去除任何殘留的碳酸銨和硫酸銨。將來自過濾區(qū)域的濾液捕獲于接收器，用于再循環(huán)返回反應(yīng)器1。將來自洗滌區(qū)域的洗滌水捕獲于分離的接收器并泵送到水洗槽，使得它可以稍后被回收并用于在碳酸銨柱中制備碳酸銨溶液。將過濾的、清潔的碳酸鈣餅從帶式過濾器排出進(jìn)入超大袋中儲(chǔ)存。11.氨洗滌器用于拖拉碳酸銨柱和各種工藝點(diǎn)上的排放口以去除氨蒸氣，并通過與預(yù)先洗滌器和燭芯段中的水接觸而將其從空氣中洗出。將清潔的空氣在試驗(yàn)工場(chǎng)區(qū)域外耗盡。12.將工藝樣品從硫酸銨溶液、反應(yīng)器1帶式過濾器餅和反應(yīng)器2帶式過濾器餅取樣，以通過儀器測(cè)試和分析各反應(yīng)器中產(chǎn)物純度和轉(zhuǎn)化水平。實(shí)施例4兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的部分連續(xù)的逆流方法的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試該試驗(yàn)工場(chǎng)是兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)，例如1號(hào)實(shí)施方式和圖1所示。2014年4月24日的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試—反應(yīng)器1中50％轉(zhuǎn)化率測(cè)試目的：為生產(chǎn)100％純的碳酸鈣(和因此化學(xué)計(jì)量的100％純的硫酸銨)，其中各反應(yīng)器中50％轉(zhuǎn)化率。1)在具有攪拌器的托特包中混合1000磅水、23磅93.2％硫酸和535磅來自millerelectricgeneratingplant,alabama(miller工廠)的fgd石膏。這導(dǎo)致1體積％的酸溶液。測(cè)試時(shí)漿料已經(jīng)在環(huán)境溫度下混合若干天；考慮到石膏中的水，％固體＝約29.7％。2)在不存在測(cè)量此時(shí)溶液中碳酸銨含量的有效方法的情況下，使用碳酸銨柱直到溶液的ph為9.2和比重為約1.11；這些條件大致與當(dāng)實(shí)現(xiàn)100％轉(zhuǎn)化率時(shí)實(shí)驗(yàn)室中使用的碳酸銨溶液相同。3)以18磅/分鐘的速度將219磅石膏漿料泵送到石膏酸洗帶式過濾器；這等于約65磅石膏或0.378摩爾。4)在帶上形成約3/4"餅。餅非常粘稠(soupy)和濕。5)在帶上用自來水手動(dòng)用噴霧器洗滌餅。6)將餅引入反應(yīng)器1的帶末端。7)已經(jīng)從反應(yīng)器2帶式過濾器將濾液回收到反應(yīng)器1；通過物料平衡，這等于25磅硫酸銨、21.6磅碳酸銨和136.4磅水；這滿足硫酸銨和碳酸銨兩者的50％化學(xué)計(jì)算需要量。8)在環(huán)境條件下將酸洗石膏餅在反應(yīng)器1中通過攪拌器混合10分鐘；不施加外部加熱；溫度保持為約65-70°f；在10分鐘內(nèi)將ph從約9降低到8.1；存在最小起泡。9)然后以13磅/分鐘的速度將漿料泵送到反應(yīng)器1過濾器帶；帶上的餅為約1"厚；餅是粘稠和濕的。10)將餅引入帶末端的反應(yīng)器2；已經(jīng)向反應(yīng)器2添加碳酸銨溶液以完成反應(yīng)；向反應(yīng)器2添加100％的化學(xué)計(jì)量需要的碳酸銨，或134磅碳酸銨溶液。11)在環(huán)境條件下將餅與反應(yīng)器2中的溶液通過攪拌器混合10分鐘；反應(yīng)器2中的溫度保持為73°f；ph保持相對(duì)無變化，為9.1。12)10分鐘后，以15磅/分鐘的速度將漿料泵送到反應(yīng)器2帶式過濾器；餅為約1"厚，并且脫帶時(shí)餅是濕的。13)在帶上用約0.4gpm的自來水洗滌餅。14)分析最終產(chǎn)物餅至碳酸鈣的轉(zhuǎn)化率。利用分析儀器分析碳酸鈣顯示100％的轉(zhuǎn)化率；顯微鏡檢驗(yàn)顯示產(chǎn)物餅由均勻的碳酸鈣單晶組成，尺寸直徑為1-4微米；通過x射線衍射，測(cè)定碳酸鈣含量為98.8％和測(cè)定酸不溶物為1.24％。2014年10月3日的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試-利用miller工廠煙道氣和酸洗(金屬分析)，反應(yīng)器1和2中均為50％轉(zhuǎn)化率測(cè)試目的：為使用由miller工廠的煙道氣(煙氣)制成的碳酸銨溶液在反應(yīng)器1和反應(yīng)器2中實(shí)現(xiàn)50％轉(zhuǎn)化率。1)用1％酸洗滌來自miller工廠的fgd生石膏的大樣品，過濾洗滌的石膏并保留石膏餅。2)在具有攪拌器的托特包中混合500磅水、11.5磅的93.2％硫酸和267.5磅的已經(jīng)用1％酸洗滌的miller工廠石膏餅，除已經(jīng)以相同的百分比混合的剩余物(heel)(從之前過濾操作剩余的殘留漿料)之外；這計(jì)算為1體積％酸溶液；在環(huán)境條件下運(yùn)行時(shí)剩余物已經(jīng)混合若干天；考慮到石膏中的水，％固體＝約29.7％。3)已經(jīng)從2014年6月16日-6月27日在miller工廠通過將煙道氣鼓泡通過氫氧化銨鼓來制備用于測(cè)試的碳酸銨溶液；由于生產(chǎn)溶液和本測(cè)試之間的時(shí)滯，溶液測(cè)量為低的％氮(6.903％)和％碳(2.627％)；工藝經(jīng)驗(yàn)顯示用這種稀溶液難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化；將溶液添加回碳酸銨柱并用無水氨和co2噴射以將分析提升回％n＝9.637和％c＝4.242(n/c＝2.27)；純碳酸銨具有2.33的n/c比；用過量碳對(duì)溶液略微進(jìn)行氮限制；％碳酸銨溶液＝33.0。4)以21.3磅/分鐘的速度將219磅石膏漿料泵送到石膏酸洗帶式過濾器；這等于約65磅石膏或0.378摩爾。5)在第一帶上存在約4"hg真空(汞柱英寸)，其中餅是粘稠和濕的；在帶上形成約13/4"-2"的餅。6)在帶上通過溢流堰以約0.4gpm的速度用自來水洗滌餅。7)將餅引入反應(yīng)器1的帶末端。8)由于反應(yīng)器1中期望50％的轉(zhuǎn)化率，因此向反應(yīng)器1添加了0.378摩爾x0.5＝0.189摩爾的碳酸銨；這等于18.1磅碳酸銨或55磅的33％溶液。9)還向反應(yīng)器1添加了50％化學(xué)計(jì)量要求的硫酸銨；由溶于自來水中的袋裝進(jìn)料級(jí)硫酸銨晶體制備36％硫酸銨溶液；添加0.189摩爾硫酸銨或25磅硫酸銨，這相當(dāng)于89.4磅硫酸銨溶液。10)在環(huán)境條件下將酸洗石膏餅在反應(yīng)器1中通過攪拌器混合15分鐘；不施加外部加熱；溫度保持為約71-74°f；在15分鐘內(nèi)將ph從約8.66降低到7.64；存在最小起泡。11)然后以約15磅/分鐘的速度將漿料泵送到反應(yīng)器1過濾器帶；帶上的餅為約3/4"厚；非常干燥的餅；帶式過濾器上18-22"hg真空。12)將餅引入反應(yīng)器2帶末端；已經(jīng)向反應(yīng)器2添加碳酸銨溶液以結(jié)束反應(yīng)；添加100％的化學(xué)計(jì)量需要的初始石膏＝0.378摩爾＝110磅33.0％碳酸銨溶液。13)添加餅之前反應(yīng)器2的ph在70.1°f下是9.50；添加所有餅后和當(dāng)保留時(shí)間開始時(shí)，ph在72.1°f下是9.43；在15分鐘結(jié)束時(shí)，ph在74.1°f下是9.25；存在最小起泡。14)以約17磅/分鐘的速度將漿料泵送到最終的帶式過濾器。15)在帶上用約0.5gpm自來水通過從噴嘴噴霧的溢流來洗滌餅。16)分析最終產(chǎn)物餅至碳酸鈣的轉(zhuǎn)化率。加熱至水分平衡的樣品顯示44.1水分和82.8％轉(zhuǎn)化率。由于相對(duì)于漿料樣品明顯低的轉(zhuǎn)化率，因此在實(shí)驗(yàn)室用i級(jí)水洗滌最終產(chǎn)物樣品、干燥并再分析。再分析樣品顯示100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，不包括雜質(zhì)，表明硫酸銨溶液通過無定形的聚集體保留并需要進(jìn)一步洗滌。17)通過儀器分析餅顯示反應(yīng)器1中19％轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器2中81％轉(zhuǎn)化率。18)對(duì)于硫、氮和碳的分析證實(shí)硫酸銨在反應(yīng)器1中制備并流出，其中s/n比＝1.14，這對(duì)于硫酸銨是正確的；％溶液＝20.3％。通過利用lecomodelfp-528進(jìn)行氮分析。通過利用lecomodelsc-144dr進(jìn)行碳和硫分析。miller生石膏、酸洗濾液、反應(yīng)器1過濾餅、反應(yīng)器1濾液、最終產(chǎn)物過濾餅、反應(yīng)器2濾液和最終水洗的樣品經(jīng)歷金屬定量分析；分析的金屬是砷、硒、鋁和鎂；還進(jìn)行汞分析。分析結(jié)果顯示于下表1中。表1：使用酸洗fgd生石膏的方法的金屬分析-溶液結(jié)果以mg/l報(bào)告和固體結(jié)果以mg/kg報(bào)告。-nd＝在報(bào)告的限度下未檢測(cè)出。2014年10月6日的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試-利用miller工廠煙道氣，不酸洗(金屬分析)，反應(yīng)器1和2中均為50％轉(zhuǎn)化率測(cè)試目的：為顯示用酸洗處理miller工廠生石膏的有效性，如上所述在2014年10月3日用酸洗進(jìn)行的相同測(cè)試在2014年10月6日在不用酸洗的情況下進(jìn)行。進(jìn)一步的目的是使用由miller工廠的煙道氣(煙氣)制成的碳酸銨溶液在反應(yīng)器1和反應(yīng)器2中實(shí)現(xiàn)50％轉(zhuǎn)化率。1)已經(jīng)從2014年6月16日-6月27日在miller工廠通過將煙道氣鼓泡通過氫氧化銨鼓來制備該測(cè)試中使用的碳酸銨溶液；由于生產(chǎn)溶液和進(jìn)行本測(cè)試時(shí)間之間的時(shí)滯，溶液測(cè)量為低的％氮(6.903％)和％碳(2.627％)；工藝經(jīng)驗(yàn)顯示用這種稀溶液難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化；將溶液添加回碳酸銨柱并用無水氨和co2噴射以將分析提升回％n＝9.178和％c＝4.285(n/c＝2.14)；純碳酸銨具有2.33的n/c比；用過量碳對(duì)溶液略微進(jìn)行氮限制；％碳酸銨溶液＝31.5。2)由于反應(yīng)器1中期望50％轉(zhuǎn)化率，因此向反應(yīng)器1添加0.378摩爾x0.5＝0.189摩爾的碳酸銨；這等于18.1磅碳酸銨或57.7磅的31.5％溶液。3)還向反應(yīng)器1添加50％化學(xué)計(jì)量要求的硫酸銨；由溶于自來水中的袋裝進(jìn)料級(jí)硫酸銨晶體制備36％硫酸銨溶液；添加0.189摩爾硫酸銨或25磅硫酸銨，這相當(dāng)于89.4磅硫酸銨溶液。4)在反應(yīng)器1中允許通過攪拌將碳酸銨和硫酸銨溶液混合若干分鐘，然后添加石膏。添加石膏之前反應(yīng)器1中的ph在65.8°f下是9.05。5)稱重75.2磅miller工廠石膏并置于石膏洗滌帶式過濾器上。由于石膏包含約13.5％水分，因此這等于約65磅干燥石膏或0.378摩爾。所述帶用于在15分鐘時(shí)間內(nèi)向反應(yīng)器1緩慢添加石膏以防止石膏沉淀和確保良好攪拌。6)添加所有石膏后，反應(yīng)器1中的ph在67.9°f下是8.69。7)ph陡降發(fā)生在攪拌約121/2分鐘后。15分鐘過去的時(shí)間內(nèi)ph繼續(xù)穩(wěn)定下降，因此允許繼續(xù)攪拌。在20分鐘，ph在68.5°f下是7.96。允許混合漿料直到ph穩(wěn)定，這在約28分鐘后完成。這時(shí)ph在68.6°f下是7.68。反應(yīng)器1中不發(fā)生起泡。8)在反應(yīng)器1內(nèi)混合期間，向反應(yīng)器2添加115.3磅31.5％碳酸銨溶液。這等于36.3磅碳酸銨或0.378摩爾。添加餅之前反應(yīng)器2中的ph在65.3°f下是9.37。9)然后以約15磅/分鐘的速度將漿料泵送到反應(yīng)器1過濾器帶；帶上的餅為約1/2-3/4"厚；非常干燥的餅；帶式過濾器上16-26"hg真空。10)將所有濾餅從反應(yīng)器1過濾器帶運(yùn)送后和當(dāng)保留時(shí)間開始時(shí)，ph在66.6°f下是9.33；在15分鐘結(jié)束時(shí)，ph在66.9°f下是9.26；存在最小起泡。11)以約17磅/分鐘的速度將漿料泵送到最終的帶式過濾器。12)在帶上用約0.5gpm自來水通過從噴嘴噴霧的溢流來洗滌濾餅。13)分析最終產(chǎn)物餅至碳酸鈣的轉(zhuǎn)化率。將樣品加熱至水分平衡，顯示44.9％水分和92.1％轉(zhuǎn)化率；由于相對(duì)于漿料樣品明顯低的轉(zhuǎn)化率，因此在實(shí)驗(yàn)室用i級(jí)水洗滌最終產(chǎn)物樣品、干燥并再分析；再分析樣品顯示100％轉(zhuǎn)化率，不計(jì)算雜質(zhì)。14)通過定量儀器(由制備)分析餅，顯示反應(yīng)器1中34％轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器2中66％轉(zhuǎn)化率。15)對(duì)于s、n和c的分析證實(shí)硫酸銨在反應(yīng)器1中制備并流出，其中s/n比＝1.14，這對(duì)于硫酸銨是正確的；％溶液＝21.9％。通過利用lecomodelfp-528進(jìn)行氮分析。通過利用lecomodelsc-144dr進(jìn)行碳和硫分析。miller生石膏、反應(yīng)器1過濾餅、反應(yīng)器1濾液、最終產(chǎn)物過濾餅、反應(yīng)器2濾液和最終水洗的樣品經(jīng)歷金屬定量分析；分析的金屬是砷、硒、鋁和鎂；還進(jìn)行汞分析。分析結(jié)果顯示于下表2中。將表1所示的結(jié)果(具有酸洗的生石膏)與表2所示的結(jié)果(沒有酸洗的生石膏)進(jìn)行比較，表明酸洗在降低砷、硒、鋁和鎂的量中尤其有效。表2：不酸洗fgd生石膏的方法的金屬分析測(cè)試步驟砷硒鋁鎂汞生石膏0.65610.536912201.19反應(yīng)器1餅0.9149.0852013700.916反應(yīng)器1濾液0.01311.710.01403.32nd產(chǎn)物餅0.9974.1978016600.491反應(yīng)器2濾液0.02073.891.01nd0.00557最終水洗0.007901.300.501nd0.00154-溶液結(jié)果以mg/l報(bào)告和固體結(jié)果以mg/kg報(bào)告。-nd＝在報(bào)告的限度下未檢測(cè)出。實(shí)施例3和實(shí)施例4的試驗(yàn)工場(chǎng)過濾速率過濾速率對(duì)本發(fā)明多階段的部分連續(xù)的逆流方法的穩(wěn)定和一致的流量具有顯著影響。因此，關(guān)于過濾速率的以下工藝參數(shù)記載如下：1)石膏酸洗帶：過濾面積＝19"x36"＝4.75ft2進(jìn)料速率為11-21磅/分鐘，平均為16磅/分鐘過濾速率＝3.37磅/分鐘/ft2洗滌區(qū)域面積＝19"x48"＝6.33ft2過濾速率＝2.53磅/分鐘/ft2(用～0.4gpm水洗滌，這是不夠的；需要1gpm以匹配實(shí)驗(yàn)室速率)。2)反應(yīng)器1帶(第二過濾器):面積＝91/2"x42"＝2.77ft2漿料到帶的通常流速＝15磅/分鐘過濾速率＝5.42磅/分鐘/ft23)反應(yīng)器2帶(第三過濾器):過濾面積＝6"x24"＝1ft2漿料到帶的通常流速＝17磅/分鐘過濾速率＝17磅/分鐘/ft2洗滌區(qū)域面積＝6"x18"＝0.75ft2過濾速率＝22.7磅/分鐘/ft2(用～0.5gpm水洗滌，這是不夠的；需要1.9gpm以匹配實(shí)驗(yàn)室速率)。實(shí)施例5方法邊界條件的測(cè)試進(jìn)行上述試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試以在各反應(yīng)器(反應(yīng)器1和反應(yīng)器2)中發(fā)生約50％的反應(yīng)。然而，該多階段的部分連續(xù)的逆流方法在所選擇的包括50/50反應(yīng)的反應(yīng)器比例成功地操作以控制晶體大小。因此以下是描述反應(yīng)器反應(yīng)比例的測(cè)試的兩個(gè)實(shí)施例，其中10％反應(yīng)將在一個(gè)反應(yīng)器中發(fā)生，而90％將在另一個(gè)反應(yīng)器中發(fā)生。在僅包含10％反應(yīng)的反應(yīng)器中，反應(yīng)是完全的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)力對(duì)于完成進(jìn)料到1號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨溶液中留下的碳酸銨低濃度的反應(yīng)是極端的。這里，石膏的充分補(bǔ)充是存在的，或石膏的小的補(bǔ)充留在反應(yīng)器2的碳酸鈣漿料中，其中存在碳酸銨的充分補(bǔ)充。當(dāng)嘗試將90％石膏與碳酸銨的100％補(bǔ)充(或10％過量的碳酸銨)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器2中的反應(yīng)在10分鐘內(nèi)進(jìn)行到約70％，但花費(fèi)了約一(1)小時(shí)以到達(dá)100％轉(zhuǎn)化。這表明對(duì)于用碳酸銨快速轉(zhuǎn)化大多數(shù)石膏而言，至少20％反應(yīng)應(yīng)該在容器中的一者中進(jìn)行，且這必然需要該部分連續(xù)逆流批處理方法中各反應(yīng)器中一個(gè)反應(yīng)超過另一個(gè)反應(yīng)約25-30％的化學(xué)計(jì)量的優(yōu)勢(shì)。盡管沒有測(cè)定邊界條件本身，但該工藝信息提供靈活性和對(duì)操作車間的降低的工藝控制。為測(cè)試各反應(yīng)器中反應(yīng)小于50％的逆流方法的反應(yīng)性，進(jìn)行以下測(cè)試。測(cè)試1：反應(yīng)器1中10％反應(yīng)和反應(yīng)器2中90％反應(yīng)用以水稀釋至1體積％的93.7％硫酸洗滌miller工廠fgd石膏，然后用水洗。將包含65磅石膏的洗滌的石膏餅進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器，其中它與包含10.5磅34.6％碳酸銨溶液或0.0378摩爾碳酸銨的液體(等于10％與0.378摩爾石膏反應(yīng)所需的那些)混合。除碳酸銨溶液之外，向混合物添加包含36％硫酸銨的45磅硫酸銨的溶液。所得溶液混合物表示2號(hào)反應(yīng)器中90％反應(yīng)。在1號(hào)反應(yīng)器中攪拌10分鐘后，過濾漿料且碳酸銨完全轉(zhuǎn)化為硫酸銨。然后將過濾的石膏餅進(jìn)料至2號(hào)反應(yīng)器，其中在攪拌下將初始石膏進(jìn)料所需的碳酸銨的100％化學(xué)計(jì)量含量與其混合。反應(yīng)期間不添加外部的熱。為測(cè)量2號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)的完成，其表示超過初始石膏所需的反應(yīng)物的10％過量的碳酸銨(摩爾)，在測(cè)量反應(yīng)物漿料以得知過濾和洗滌后的石膏到碳酸鈣的轉(zhuǎn)化的時(shí)間間隔中取出漿料樣品。下表3顯示結(jié)果：表3：產(chǎn)物收率作為反應(yīng)器保留時(shí)間的函數(shù)保留時(shí)間(min)ph溫度(°f)％轉(zhuǎn)化率5—--46.910—---69.215—---72.2308.5882.383.6458.3982.584.6608.2882.885.8**通過使用之前參考的leco實(shí)驗(yàn)室儀器測(cè)量碳、氮和硫測(cè)定該值。然而，偏振光顯微術(shù)和電子掃描顯微鏡研究(參見圖13的sem圖像)表明存在100％的碳酸鈣轉(zhuǎn)化率。估計(jì)30分鐘時(shí)的轉(zhuǎn)化率接近于100％。偏振光顯微術(shù)顯示測(cè)量為小于一微米的碳酸鈣晶體，其低于偏振光顯微術(shù)的尺寸限制，但在掃描電子顯微鏡檢測(cè)的尺寸限制內(nèi)。產(chǎn)生自上述測(cè)試1的產(chǎn)物碳酸鈣的掃描電子顯微鏡成像顯示于圖13。從圖13的分析，顯示產(chǎn)物富含尺寸為200納米或更小的精細(xì)、形狀良好的晶體。測(cè)試2：1號(hào)反應(yīng)器中90％的碳酸銨/fgd石膏和其余在2號(hào)反應(yīng)器中進(jìn)行以下程序。用以水稀釋至1體積％的93.7％硫酸洗滌miller工廠fgd石膏、過濾和水洗后，將包含65磅石膏的洗滌的石膏餅進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器。將洗滌的石膏餅與包含94.2磅34.6％碳酸銨溶液或0.340摩爾碳酸銨的溶液(等于90％的與0.378摩爾石膏反應(yīng)所需的那些)混合。除碳酸銨溶液之外，向混合物添加五(5)磅硫酸銨溶液(36％硫酸銨)。所得溶液混合物代表2號(hào)反應(yīng)器中待進(jìn)行的10％反應(yīng)。此外，在混合所有所述材料時(shí)，ph從9.20降低到7.68，其中形成大量泡沫。將氨水噴霧在槽中約10秒直到泡沫消除。在77-82°f下攪拌10分鐘后過濾漿料。石膏轉(zhuǎn)化率是34.7％。因此濾液包含約44.7％的硫酸銨含量，在來自1號(hào)反應(yīng)器的濾液中留下約55.3％的碳酸銨。測(cè)試2的繼續(xù)在上述測(cè)試2的延續(xù)中，過濾所得漿料并將餅進(jìn)料至2號(hào)反應(yīng)器。將基于進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器的初始石膏的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨進(jìn)料至2號(hào)反應(yīng)器，模擬部分連續(xù)逆流方法，由此產(chǎn)生0.378摩爾或105磅34.6％碳酸銨。反應(yīng)期間不添加外部的熱。在76.4-78.8°f下攪拌混合物五分鐘后，拉出漿料樣品，并發(fā)現(xiàn)剩余石膏99％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。2號(hào)反應(yīng)器中10分鐘后，排出漿料中的石膏完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。實(shí)施例6反應(yīng)時(shí)間測(cè)試目標(biāo)：這些測(cè)試檢查反應(yīng)器中所花費(fèi)的時(shí)間對(duì)晶體尺寸、晶體形態(tài)學(xué)和反應(yīng)的完全度的影響，其中50％石膏在各反應(yīng)器中反應(yīng)，同時(shí)模擬圖1所示的1號(hào)實(shí)施方式的方法。進(jìn)料材料：miller石膏(8.3％水)碳酸銨溶液(高達(dá)33重量％)硫酸銨溶液(高達(dá)36重量％)硫酸(1體積％)氨水(29％)工藝恒定參數(shù)對(duì)于該測(cè)試，所使用的反應(yīng)器保留時(shí)間是2、5、10、15、20、30和60分鐘。工藝可變參數(shù)在測(cè)試期間監(jiān)控和/或調(diào)節(jié)的參數(shù)包括ph、溫度、各反應(yīng)器中石膏的反應(yīng)百分比和氨水添加。貫穿反應(yīng)監(jiān)控反應(yīng)的ph和溫度。按照需要，用添加的氨水將ph保持為6.8-8.8以停止任何起泡。溫度不在反應(yīng)期間控制，并在所有運(yùn)行中保持在20.5℃至38℃之間。設(shè)計(jì)測(cè)試以在各反應(yīng)器產(chǎn)生石膏的50％反應(yīng)。程序測(cè)試的一般描述進(jìn)行各測(cè)試以使用兩個(gè)運(yùn)行(“運(yùn)行”是所述方法從開始到結(jié)束的一次完成)模擬圖1闡明的部分連續(xù)的逆流方法。進(jìn)行運(yùn)行1以生產(chǎn)運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)以模擬通過逆流方法制備的溶液。兩個(gè)運(yùn)行均設(shè)計(jì)為在各反應(yīng)器中發(fā)生起始石膏的50％反應(yīng)。運(yùn)行1使用單獨(dú)制備的(不在方法的操作內(nèi)制備)50:50的碳酸銨與硫酸銨溶液的化學(xué)計(jì)量溶液，所述溶液待用作1號(hào)反應(yīng)器(8)中的硫酸銨/碳酸銨溶液。該50:50溶液包含與待進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器(8)的50％石膏餅(6)反應(yīng)所需的碳酸銨含量和將產(chǎn)生自已經(jīng)反應(yīng)的50％石膏的硫酸銨溶液的含量。將來自運(yùn)行1的2號(hào)反應(yīng)器(11)的碳酸銨/硫酸銨溶液儲(chǔ)存并用作運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)的碳酸銨/硫酸銨溶液(18)。來自各測(cè)試的運(yùn)行2的最終的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)通過偏振光顯微術(shù)分析。使用定量儀器測(cè)量氮、硫和碳的百分比(氮分析器是modelfp-528，碳/硫分析器modelsc-144dr)。對(duì)于所有測(cè)試的所有運(yùn)行，收集來自1號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)的50ml樣品以及來自1號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅(10)的1g樣品。此外，收集來自各運(yùn)行的最終的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)。制備溶液碳酸銨(高達(dá)33％)–每天新鮮制備將燒杯中的495g試劑級(jí)碳酸銨和1005gdi水置于設(shè)置為45℃的磁性攪拌板上。攪拌溶液直到溶解。硫酸銨(高達(dá)36％)向640gdi水添加360g硫酸銨。不加熱在磁性攪拌板上攪拌該溶液直到溶解。計(jì)算用于測(cè)試的硫酸銨和碳酸銨的含量1.通過利用測(cè)量溶液中的氮百分比，獲得測(cè)試工作之前各溶液中的碳酸銨和硫酸銨的百分比。2.基于氮百分比測(cè)量，使用公認(rèn)的方法計(jì)算待添加的碳酸銨和硫酸銨溶液的正確的化學(xué)計(jì)量含量。該計(jì)算假設(shè)取決于被測(cè)量的溶液，所有的氮均為碳酸銨或硫酸銨形式。計(jì)算每ml摩爾數(shù)并根據(jù)溶液的克數(shù)建立與期望的石膏百分比(在根據(jù)含水量調(diào)節(jié)重量后)反應(yīng)所需的量。保留時(shí)間測(cè)試的程序-運(yùn)行1：1.在1％硫酸溶液(以體積計(jì)，調(diào)節(jié)石膏中水分)中洗滌175g的miller石膏。通過向371.6ml1級(jí)水添加3.9ml濃硫酸并混合均勻來制備1％硫酸溶液。添加石膏后，利用磁性攪拌板將漿料在燒杯中混合10分鐘。2.過濾漿料，然后用約320ml的1級(jí)水沖洗過濾的石膏餅，并再次過濾。3.將洗滌并過濾的石膏餅(6)置于包含計(jì)算量的新鮮、高達(dá)33％碳酸銨溶液和高達(dá)36％硫酸銨溶液的1l燒杯中。該燒杯作為1號(hào)反應(yīng)器(8)，如圖1所示。4.在攪拌板上混合漿料達(dá)指定的保留時(shí)間(2、5、10、15、20、30或60分鐘)。通過將氨水噴入反應(yīng)器來消除任何起泡。5.在指定的保留時(shí)間(2、5、10、15、20、30或60分鐘)后，過濾漿料，濾液是1號(hào)反應(yīng)器(8)硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。收集該濾液的50ml樣品。此外，將碳酸鈣和石膏餅(10)的1g樣品干燥至水分平衡并儲(chǔ)存。6.向作為2號(hào)反應(yīng)器(11)的燒杯添加包含100％化學(xué)計(jì)量的碳酸銨溶液(12)(如上述計(jì)算)的、新鮮的、高達(dá)33％的碳酸銨溶液。向該碳酸銨溶液(12)添加來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的殘留碳酸鈣和石膏餅(10)。7.在攪拌板上混合所得漿料達(dá)指定的保留時(shí)間(2、5、10、15、20、30或60分鐘)。通過將氨水噴入2號(hào)反應(yīng)器(11)來消除任何起泡。8.通過布氏漏斗過濾漿料，用268ml的i級(jí)水洗滌所得碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)并過濾。9.保留來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的洗滌之前的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)的濾液以提供測(cè)試的運(yùn)行2中1號(hào)反應(yīng)器(8)的硫酸銨/碳酸銨溶液(11)。在55℃烘箱中將碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)干燥過夜。保留時(shí)間測(cè)試的一般程序-運(yùn)行2：1.將175g的miller石膏如上述運(yùn)行1步驟1-2中所述的那樣進(jìn)行酸洗。2.將洗滌和過濾的石膏置于具有來自運(yùn)行1的2號(hào)反應(yīng)器(11)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)的1l燒杯中。該燒杯用作運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)。3.遵循運(yùn)行1的步驟4-8。4.在55℃烘箱中將碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)干燥過夜并丟棄硫酸銨/碳酸銨溶液(18)。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)(plm)光學(xué)評(píng)估各測(cè)試的來自運(yùn)行2的2號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣產(chǎn)物餅以檢查任何將石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣的反應(yīng)完成度以及碳酸鈣產(chǎn)物的晶體尺寸和形態(tài)。plm提供直接檢測(cè)產(chǎn)物中甚至少量的殘留未反應(yīng)的石膏的存在的有效方式。能夠區(qū)分石膏和碳酸鈣是由于石膏和碳酸鈣的折射率的差異。碳酸鈣產(chǎn)物的偏振光顯微術(shù)(plm)的一般描述將caso4·2h2o裝入(nh4)2co3濃溶液的該過程導(dǎo)致球霰石(caco3)快速沉淀在caso4·2h2o晶體表面上，形成尺寸為從2μ或更小直到直徑為8μ的球粒的球霰石球粒的軟聚集體。沉淀如此快速，使得ca++離子在球粒生長為較大之前被耗盡。此外，隨后的晶核形成在初始球粒可發(fā)展成為較大的單元之前發(fā)生。當(dāng)晶種在一個(gè)面上以所有方向生長非?？焖贂r(shí)形成這些球粒。單晶長度是球粒直徑的一半且可能是直徑大小的1/100。當(dāng)球粒生長時(shí)，它們?cè)谑嗑w表面上形成“外殼”或“殼體”。它們由于攪拌漿料而脫離表面并形成松散的球粒聚集體的片段。表4：運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅的plm結(jié)果*n/a＝不可獲得**散重部分的直徑是95重量％的球霰石球粒的直徑結(jié)果分析參考表4中所示的測(cè)試結(jié)果，偏振光顯微術(shù)表明來自所有保留時(shí)間測(cè)試的碳酸鈣產(chǎn)物始終形成為直徑為1-8μ的非常小的球霰石球粒。除了5分鐘保留時(shí)間的測(cè)試之外，所有95重量％的球粒直徑為2μ-5μ之間。偏振光顯微術(shù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)殘留石膏，表明僅2分鐘保留時(shí)間碳酸鈣產(chǎn)物餅的不完全反應(yīng)。測(cè)量了來自運(yùn)行2的20分鐘保留時(shí)間測(cè)試的1號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅的碳百分比。選擇該測(cè)試是因?yàn)?，由于考慮到來自順次進(jìn)料一個(gè)過濾器的雙重2階段反應(yīng)器的連續(xù)過濾，20分鐘保留時(shí)間接近地模擬了將被運(yùn)行的實(shí)際工藝的方式，并用作測(cè)試稍后討論的其他工藝參數(shù)的保留時(shí)間。通過leco測(cè)量的碳為4.45％，其非常接近地匹配為50％碳酸鈣和50％石膏的化學(xué)計(jì)量混合物計(jì)算的4.41％的預(yù)期值，表明回收的硫酸銨/碳酸銨溶液必然已包含50％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨溶液且50％反應(yīng)在部分連續(xù)的逆流方法期間在各反應(yīng)器中發(fā)生。該信息與2號(hào)反應(yīng)器中的100％產(chǎn)率的碳酸鈣相結(jié)合意味著100％的硫酸銨收率。為了進(jìn)一步支持這一點(diǎn)，使用modelsc-144dr分析儀和fp-528型氮分析儀，將20分鐘保留時(shí)間測(cè)試中的硫酸銨產(chǎn)品溶液結(jié)晶化并測(cè)定硫百分比和氮百分比。所得測(cè)量值為23.4％硫和20.2％氮。這給出了1.16的s:n比，這與對(duì)于(nh4)2so4的預(yù)期比例1.14非常接近。結(jié)論使用1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器中石膏的50％反應(yīng)的反應(yīng)比例和25℃溫度、如下所示的反應(yīng)器中保留時(shí)間產(chǎn)生石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨：(1)對(duì)于高反應(yīng)性石膏例如細(xì)磨石膏的1分鐘到對(duì)于由于非常低的表面積-重量比而反應(yīng)性非常低的石膏的24小時(shí)，是各反應(yīng)器中的良好的保留時(shí)間。(2)各反應(yīng)器中更優(yōu)選的保留時(shí)間是4分鐘-60分鐘。(3)各反應(yīng)器中最優(yōu)選的保留時(shí)間是8分鐘-20分鐘。使用1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器的50％反應(yīng)的反應(yīng)比例和25℃溫度、如上所示的反應(yīng)器中保留時(shí)間可用于產(chǎn)生石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨。然而，如進(jìn)一步結(jié)果所示，在1號(hào)反應(yīng)器到2號(hào)反應(yīng)器的20％:80％、30％:70％、70％:30％和80％:20％的石膏反應(yīng)比例以及35℃、45℃和55℃的反應(yīng)器溫度下獲得完全的轉(zhuǎn)化。注意：盡管沒有測(cè)試這些其他的反應(yīng)比例和溫度，將從對(duì)反應(yīng)速度的理解而得出：基于石膏晶體的尺寸和形態(tài)以及反應(yīng)溫度，各反應(yīng)器中的一些石膏可能需要大于10分鐘的保留時(shí)間。實(shí)施例7溫度控制測(cè)試目標(biāo)：設(shè)計(jì)這組測(cè)試，以通過模擬圖1所示方法并使用兩個(gè)反應(yīng)器(其中各反應(yīng)器中反應(yīng)50％石膏)和在各反應(yīng)器中使用20分鐘的保留時(shí)間來測(cè)定溫度對(duì)部分連續(xù)的逆流方法所形成的碳酸鈣晶體的反應(yīng)的完全度以及尺寸和形態(tài)的影響。進(jìn)料材料：與保留時(shí)間測(cè)試中所述相同。工藝恒定參數(shù)在模擬圖1所示的方法中測(cè)試了溫度15℃(59°f)、25℃(77°f)、35℃(95°f)、45℃(113°f)和55℃(131°f)。工藝可變參數(shù)在測(cè)試期間監(jiān)控和/或調(diào)節(jié)的參數(shù)包括ph、反應(yīng)器中的保留時(shí)間、各反應(yīng)器中石膏的反應(yīng)百分比和添加氨水以控制起泡。反應(yīng)自始至終監(jiān)控反應(yīng)的ph和溫度。利用添加氨水將ph保持為7.4-8.8以控制起泡。設(shè)計(jì)測(cè)試以在各反應(yīng)器產(chǎn)生石膏的50％反應(yīng)。程序如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣來制備硫酸銨和碳酸銨溶液。待使用的各含量如那些測(cè)試所述。如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試中所討論，用兩個(gè)運(yùn)行進(jìn)行各測(cè)試以模擬圖1所示的部分連續(xù)的逆流方法。進(jìn)行第一運(yùn)行以制備2號(hào)反應(yīng)器濾液以在第二運(yùn)行的1號(hào)反應(yīng)器使用。對(duì)各測(cè)試的運(yùn)行1的描述1.如保留時(shí)間測(cè)試的步驟1-2所述的那樣對(duì)石膏進(jìn)行酸洗。2.為產(chǎn)生代表用于1號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液的合成溶液，通過加熱或冷卻溶液，使1l燒杯中代表各組分的50％:50％化學(xué)計(jì)量含量的計(jì)算量的、新鮮的、高達(dá)33％的碳酸銨溶液和高達(dá)36％的硫酸銨溶液達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?。該燒杯用作圖1中的1號(hào)反應(yīng)器并按需置于熱板或水/冰浴中以保持期望的溫度。在該時(shí)間期間，還將石膏加熱或冷卻到適當(dāng)?shù)臏囟取?.當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)，向溶液添加石膏。4.在攪拌板上混合漿料20分鐘時(shí)，適當(dāng)保持期望的漿料溫度，每2秒測(cè)量溫度和ph。通過將氨水噴入反應(yīng)器來消除任何起泡。5.反應(yīng)20分鐘后，過濾漿料，濾液是硫酸銨產(chǎn)物溶液。收集50ml濾液樣品以及1g碳酸鈣和石膏餅樣品。6.向用作2號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯添加包含100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨的、新鮮的、高達(dá)33％碳酸銨溶液。將該溶液的溫度調(diào)節(jié)至期望的溫度。7.還使來自1號(hào)反應(yīng)器的殘留餅達(dá)到期望的溫度，然后添加至2號(hào)反應(yīng)器的碳酸銨溶液中。8.適當(dāng)保持漿料溫度，并在攪拌板上混合漿料20分鐘。每2秒記錄溫度和ph。通過將氨水噴入2號(hào)反應(yīng)器來消除任何起泡。9.通過布氏漏斗過濾漿料。然后用268ml的i級(jí)水洗滌所得碳酸鈣產(chǎn)物餅、過濾并在55℃烘箱中干燥過夜。10.用步驟9的水洗滌之前儲(chǔ)存該濾液以用作運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器中的硫酸銨/碳酸銨溶液。對(duì)各測(cè)試的運(yùn)行2的描述1.如之前所述對(duì)石膏進(jìn)行酸洗。2.使作為1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯中的來自運(yùn)行1的2號(hào)反應(yīng)器硫酸銨/碳酸銨溶液濾液達(dá)到期望的溫度。同時(shí)還使石膏達(dá)到期望的溫度。3.如以上的運(yùn)行1所述完成步驟3-9。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)(plm)光學(xué)評(píng)估來自運(yùn)行2的2號(hào)反應(yīng)器的各測(cè)試的碳酸鈣產(chǎn)物餅以檢查反應(yīng)的完全度以及產(chǎn)物尺寸和形態(tài)。表5：運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅的plm結(jié)果*散重部分的直徑是95重量％的球霰石球粒的直徑偏振光顯微術(shù)分析還表明，所有碳酸鈣產(chǎn)物餅的形態(tài)的特征在于從中心點(diǎn)輻射的針狀晶體的球粒形狀的球霰石。結(jié)果分析參考表5中所示的測(cè)試結(jié)果，偏振光顯微術(shù)表明，除了顯示99-100％轉(zhuǎn)化率的15℃測(cè)試之外，其余所有顯示100％的轉(zhuǎn)化率。結(jié)論使用1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器的石膏的50％反應(yīng)的反應(yīng)比例和各自20分鐘的保留時(shí)間，各反應(yīng)器中的工藝溫度參數(shù)的以下范圍可用于石膏的100％反應(yīng)以制備硫酸銨和碳酸鈣：5℃(41°f)至80℃(176°f)。實(shí)施例8比例測(cè)試目標(biāo)：這些測(cè)試模擬了圖1的方法以檢查必須在1號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)以確保反應(yīng)的完全度的石膏百分比的限制。對(duì)于該測(cè)試，使用20分鐘的保留時(shí)間和環(huán)境溫度，因?yàn)榭紤]到來自順次進(jìn)料一個(gè)過濾器的雙重2階段反應(yīng)器的連續(xù)過濾，它們非常接近地模擬了將被運(yùn)行的實(shí)際工藝方式的時(shí)間和溫度，并用作測(cè)試所討論的其他工藝參數(shù)的保留時(shí)間。進(jìn)料原料：與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試中所述相同。工藝恒定參數(shù)在待測(cè)試的各反應(yīng)器中反應(yīng)的石膏的反應(yīng)器百分比比例是80％:20％、20％:80％、70％:30％和30％:70％。這些值分別代表在圖1的1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)的石膏百分比。例如，80％:20％比例表示80％石膏在1號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)和20％在2號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)。因此對(duì)于80％:20％測(cè)試，進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液包含化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨以與1號(hào)反應(yīng)器中的80％石膏反應(yīng)。則由此可見進(jìn)料圖1的2號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅包含2號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)的20％剩余的未反應(yīng)的石膏。工藝可變參數(shù)在反應(yīng)期間監(jiān)控和/或調(diào)節(jié)的參數(shù)包括ph、溫度、保留時(shí)間和氨水添加。在反應(yīng)的自始至終，監(jiān)控反應(yīng)的ph和溫度。按照需要，用添加的氨水將ph保持為7.3-8.8以停止任何起泡。溫度不在反應(yīng)期間控制，并在所有運(yùn)行中保持中20.5℃至38℃之間。各反應(yīng)器中的保留時(shí)間是20分鐘。程序如實(shí)施例6中保留時(shí)間測(cè)試所述的那樣制備所有溶液。如實(shí)施例6所討論的那樣，使用來自第一運(yùn)行的2號(hào)反應(yīng)器濾液作為第二運(yùn)行的1號(hào)反應(yīng)器中的硫酸銨/碳酸銨溶液，以兩個(gè)運(yùn)行進(jìn)行各測(cè)試。如此進(jìn)行使得運(yùn)行2最佳模擬圖1所示的方法。比例20:80測(cè)試–運(yùn)行1：1.如保留時(shí)間測(cè)試步驟1-2所述的那樣，對(duì)175gmiller石膏進(jìn)行酸洗。2.將計(jì)算量的、新鮮的、高達(dá)33％碳酸銨溶液和高達(dá)36％硫酸銨溶液與經(jīng)洗滌的石膏一起置于1l燒杯(代表1號(hào)反應(yīng)器)中。基于溶液和適當(dāng)重量的氮分析建立待使用的碳酸銨和硫酸銨溶液的量，以提供用于進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器反應(yīng)的20％石膏的碳酸銨的化學(xué)計(jì)量含量和將產(chǎn)生自已經(jīng)反應(yīng)的石膏的80％的化學(xué)計(jì)量含量的硫酸銨。這模擬將來自圖1方法反應(yīng)比例為20％:80％的2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液。3.運(yùn)行1的其余部分通過遵循保留時(shí)間測(cè)試的程序的運(yùn)行1的步驟4-9來完成。比例20:80測(cè)試–運(yùn)行2：1.如前所述對(duì)175gmiller石膏進(jìn)行酸洗。2.將來自20:80的2號(hào)反應(yīng)器運(yùn)行1測(cè)試的硫酸銨/碳酸銨溶液濾液和洗滌并過濾的石膏一起置于作為1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯中。3.完成保留時(shí)間測(cè)試的運(yùn)行1的步驟5-8。10.通過布氏漏斗過濾來自2號(hào)反應(yīng)器的漿料，用268ml的i級(jí)水洗滌所得碳酸鈣產(chǎn)物餅并過濾。4.將產(chǎn)物餅在55℃烘箱中干燥過夜。重復(fù)上述測(cè)試，改變進(jìn)料溶液以在1號(hào)反應(yīng)器產(chǎn)生石膏的80％反應(yīng)和在2號(hào)反應(yīng)器產(chǎn)生20％反應(yīng)。對(duì)于30％:70％和70％:30％反應(yīng)，重復(fù)測(cè)試。結(jié)果如實(shí)施例6和7所討論，偏振光顯微術(shù)用于通過檢查碳酸鈣產(chǎn)物中的殘留石膏來檢查反應(yīng)的完全度。表6：運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅的偏振光顯微術(shù)*r1＝1反應(yīng)器和r2＝2號(hào)反應(yīng)器結(jié)果分析參考表6所示的測(cè)試結(jié)果，plm結(jié)果均表明測(cè)試的所有保留時(shí)間以99-100％的收率百分比將石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。結(jié)論在各反應(yīng)器中在25℃下使用20分鐘的反應(yīng)器保留時(shí)間，測(cè)試1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器中反應(yīng)的石膏的化學(xué)計(jì)量的百分比比例20％:80％、80％:20％、30％:70％和70％:30％，并顯示石膏99-100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。將各反應(yīng)器的保留時(shí)間降低至小于20分鐘可以產(chǎn)生不完全反應(yīng)。實(shí)施例91號(hào)反應(yīng)器中過量的氨水目標(biāo)：設(shè)計(jì)該測(cè)試通過模擬圖1所示方法來檢查在1號(hào)反應(yīng)器中的過量氨的使用。添加過量的氨水以防止由于起泡而損失二氧化碳。進(jìn)料材料：與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試所述的相同。工藝恒定參數(shù)在為該測(cè)試模擬圖1的方法時(shí)，監(jiān)控ph并將其保持為8.1至9.1之間。各反應(yīng)器使用20分鐘的保留時(shí)間且將反應(yīng)設(shè)計(jì)成在各反應(yīng)器中石膏的50％反應(yīng)。起初向1號(hào)反應(yīng)器添加氨水。僅2號(hào)反應(yīng)器需要額外的氨水以防止起泡。漿料的溫度在工藝期間不監(jiān)控且不用任何加熱或排熱來控制。程序該測(cè)試通過使兩個(gè)運(yùn)行通過所述工藝來模擬圖1所示的方法。設(shè)計(jì)運(yùn)行1以制備來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)以在運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器中使用。兩個(gè)運(yùn)行中的材料流與用于保留時(shí)間測(cè)試中的材料流相似。附加的氨水運(yùn)行11)如之前在保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣，制備所有的溶液。2)向作為圖1的1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯添加保留時(shí)間測(cè)試中所述的175g的酸洗石膏。3)向燒杯添加將與石膏的50％反應(yīng)有關(guān)的量的化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)33％碳酸銨和高達(dá)36％硫酸銨。如保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣，計(jì)算各重量。此外，添加19.7g的29％氨水。4)將漿料混合20分鐘，在過程期間沒有觀察到起泡。5)過濾碳酸鈣和石膏餅并收集1g樣品。還儲(chǔ)存所得硫酸銨溶液產(chǎn)物的50ml樣品。6)將殘留碳酸鈣和石膏餅和與起始石膏反應(yīng)所需的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨一起置于1l燒杯中。其用作2號(hào)反應(yīng)器。7)將該漿料混合20分鐘。漿料立即開始起泡并添加5.0g氨水以控制起泡。8)混合20分鐘后，過濾漿料并儲(chǔ)存硫酸銨/碳酸銨溶液以在運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器中使用。用268g的1級(jí)水沖洗餅并再次過濾。將所得碳酸鈣產(chǎn)物餅在55℃烘箱中干燥過夜。附加的氨水運(yùn)行21)將如之前所述的175g酸洗石膏添加至具有來自運(yùn)行1的2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液的1l燒杯中。其用作1號(hào)反應(yīng)器。2)在工藝開始時(shí)向1號(hào)反應(yīng)器添加20.0g的29％氨水。將漿料混合20分鐘。在工藝期間沒有觀察到起泡。3)過濾所得碳酸鈣和石膏餅。將50ml濾液樣品儲(chǔ)存為硫酸銨溶液產(chǎn)物。收集1g碳酸鈣和石膏餅樣品。將殘留碳酸鈣和石膏餅和與起始石膏反應(yīng)所需的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨一起置于1l燒杯中。其用作2號(hào)反應(yīng)器。4)將該漿料混合20分鐘。起初，發(fā)生輕微起泡，其自己快速消散。沒有添加氨水。5)混合20分鐘后，過濾漿料并用268g的1級(jí)水沖洗并再次過濾。將所得碳酸鈣產(chǎn)物餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)(plm)分析來自運(yùn)行2的產(chǎn)物碳酸鈣產(chǎn)物餅以檢查晶體尺寸、形態(tài)和反應(yīng)的完全度。表7：碳酸鈣產(chǎn)物的plm分析結(jié)論參考表7所示的測(cè)試結(jié)果，在第一反應(yīng)器使用的過量氨水停止反應(yīng)器中起泡。第二反應(yīng)器中的起泡也降低了。偏振光顯微術(shù)(plm)鑒定產(chǎn)物中約33％方解石和約67％球霰石。為了中和因控制起泡而添加的氨，可能需要向硫酸銨產(chǎn)物添加硫酸。實(shí)施例10硫酸鈣半水合物測(cè)試目標(biāo)：由于使用壓力和/或熱可以將石膏容易地轉(zhuǎn)化為硫酸鈣半水合物，因此進(jìn)行測(cè)試以檢查使用硫酸鈣半水合物作為生產(chǎn)碳酸鈣和硫酸銨的部分連續(xù)的逆流方法的反應(yīng)物。進(jìn)料材料：所使用的材料與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試所使用的那些相同，除了將miller石膏替換成巴黎灰泥。應(yīng)注意，巴黎灰泥通過根據(jù)以下反應(yīng)將石膏加熱為硫酸鈣半水合物而制備：caso4·2h2o+熱→caso4·0.5h2o+1.5h2o(作為蒸氣釋放)。工藝可變參數(shù)在測(cè)試期間監(jiān)控和/或調(diào)節(jié)的參數(shù)包括ph、溫度、各反應(yīng)器中石膏的反應(yīng)百分比和氨水添加。在反應(yīng)的自始至終，監(jiān)控反應(yīng)的ph。按照需要，用添加的氨水將ph保持為7.6-8.8以停止任何起泡。反應(yīng)期間不監(jiān)控或控制溫度，且不存在加熱或排熱。設(shè)計(jì)測(cè)試以利用巴黎灰泥在各反應(yīng)器中產(chǎn)生硫酸鈣半水合物的50％反應(yīng)。程序制備溶液如保留時(shí)間測(cè)試所述的那樣，制備所有溶液。半水合物運(yùn)行1：1.將160.0g硫酸鈣半水合物與作為圖1所示的1號(hào)反應(yīng)器的合成的硫酸銨/碳酸銨溶液的166.4g碳酸銨溶液(7.97％n)和175.7g硫酸銨溶液(7.55％n)混合。這在作為1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯中混合20分鐘。由于大量起泡，因此添加19.6g氨水。2.過濾漿料并將殘留碳酸鈣和石膏餅用于2號(hào)反應(yīng)器。濾液是運(yùn)行1的硫酸銨溶液產(chǎn)物并儲(chǔ)存50ml樣品。3.在1l燒杯中將碳酸鈣和石膏餅與332.9g高達(dá)33％碳酸銨溶液(7.97％n)混合。該燒杯作為2號(hào)反應(yīng)器。4.將漿料混合20分鐘。然后將其過濾并用268ml的1級(jí)水沖洗。將沖洗之前的濾液收集為用于運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液。收集的碳酸鈣產(chǎn)物餅在55℃烘箱中干燥過夜。半水合物運(yùn)行2：5.在用作1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯中，將160.0g硫酸鈣半水合物與來自運(yùn)行1的硫酸銨/碳酸銨溶液混合20分鐘。6.由于大量起泡，因此在工藝期間添加19.4g氨水。7.過濾漿料，濾液是用于運(yùn)行2的硫酸銨溶液產(chǎn)物。殘留的碳酸鈣和石膏餅用于2號(hào)反應(yīng)器。8.在作為2號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯中，用332.9g碳酸銨溶液漿化碳酸鈣和石膏餅。將該漿料混合20分鐘，工藝期間沒有起泡。9.然后過濾漿料并用260ml的1級(jí)水沖洗。所得的碳酸鈣餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)評(píng)估運(yùn)行2的碳酸鈣產(chǎn)物餅。結(jié)果顯示如下。scp-127運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅硫酸鈣半水合物轉(zhuǎn)化為<1-2μ碳酸鈣晶體。沒有鑒定到殘留的硫酸鈣半水合物。結(jié)果分析通過plm發(fā)現(xiàn)硫酸鈣半水合物到碳酸鈣的轉(zhuǎn)化；且沒有鑒定到殘留的硫酸鈣半水合物，表明硫酸鈣半水合物到碳酸鈣的完全反應(yīng)。結(jié)論使用硫酸鈣半水合物的部分連續(xù)的逆流方法表明生產(chǎn)碳酸鈣和硫酸銨的100％轉(zhuǎn)化率。制備的碳酸鈣產(chǎn)物的晶體尺寸高達(dá)2μ。使用硫酸鈣半水合物避免了稀釋硫酸銨產(chǎn)物的一些水。實(shí)施例11用添加氨水將ph保持為9.0目標(biāo)：涉及該測(cè)試，以通過模擬圖1所示的方法、同時(shí)在工藝自始至終添加氨水以將兩個(gè)反應(yīng)器中的ph保持為約9.0來檢查升高的ph對(duì)部分連續(xù)的逆流方法的碳酸鈣產(chǎn)物的影響。進(jìn)料材料：與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試所述的相同。程序該測(cè)試期間，向圖1所示各反應(yīng)器持續(xù)添加氨水以使ph保持為約9.0。各反應(yīng)器中測(cè)試的保留時(shí)間是20分鐘，各反應(yīng)器中石膏是50％反應(yīng)，由于實(shí)施例1的保留時(shí)間測(cè)試中提及的過濾考慮，這是有利的。所述工藝自始至終的溫度為20℃-45℃。測(cè)試僅運(yùn)行一次，其中1號(hào)反應(yīng)器中起始溶液是碳酸銨和硫酸銨的50％:50％化學(xué)計(jì)量的混合物，以模擬通常作為圖1所示方法的2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液的溶液。測(cè)試步驟1)如之前在保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣，制備所有溶液。2)向作為圖1中1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯添加175g酸洗的miller石膏(如保留時(shí)間測(cè)試所述制備的那樣)和20ml的29％氨水(15.8g)和50％化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)36％硫酸銨?；旌蠞{料后，添加50％化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)33％碳酸銨。如保留時(shí)間測(cè)試所述計(jì)算各重量。3)混合漿料20分鐘。在反應(yīng)期間，添加額外的16.0g的29％氨水以將反應(yīng)的ph保持為9.0。工藝期間沒有觀察到起泡。4)過濾碳酸鈣和石膏餅，并且和與起始石膏反應(yīng)所需的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨一起置于1l燒杯中。該燒杯用作2號(hào)反應(yīng)器。5)混合漿料20分鐘，同時(shí)始終添加54.4g的29％氨水以將ph保持為9.0。6)混合20分鐘后，過濾漿料，用268g的1級(jí)水沖洗并再次過濾。將所得碳酸鈣產(chǎn)物餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)論通過偏振光顯微術(shù)分析產(chǎn)物且不存在殘留石膏，表明石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨。固體產(chǎn)物由亞微觀的晶體碳酸鈣組成。實(shí)施例12無水硫酸鈣測(cè)試目標(biāo)：該測(cè)試通過用無水硫酸鈣代替石膏餅(6)模擬圖1所示方法，來檢查在部分連續(xù)的逆流方法中使用無水硫酸鈣的可行性。進(jìn)料材料：與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試相同，除了miller石膏替換成試劑級(jí)無水硫酸鈣，其研磨成-100目并假設(shè)沒有含水量。工藝可變參數(shù)測(cè)試的從始至終監(jiān)控ph和溫度，并分別為6.8-8.9和26℃-45℃。設(shè)計(jì)測(cè)試來模擬圖1所示方法，以在各反應(yīng)器產(chǎn)生無水硫酸鈣的50％反應(yīng)和20分鐘保留時(shí)間，由于實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試中提及的過濾考慮，這是有利的。程序與實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試不同，僅使用模擬的50:50化學(xué)計(jì)量混合物的硫酸銨/碳酸銨溶液進(jìn)行運(yùn)行1。1)如之前在保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣，制備所有溶液。2)在1l燒杯中，將126.6g試劑級(jí)無水硫酸鈣(以代替圖1中石膏餅(6))與162.1g碳酸銨溶液(8.05％n)和178.1g硫酸銨溶液(7.33％n)混合20分鐘。該燒杯作為圖1中1號(hào)反應(yīng)器，添加11.3g的29％氨水。3)過濾漿料并將殘留碳酸鈣和無水硫酸鈣餅(其在圖1中標(biāo)記為碳酸鈣和石膏餅(10))用于2號(hào)反應(yīng)器。濾液是硫酸銨溶液產(chǎn)物。收集并儲(chǔ)存50ml該濾液的樣品。還收集1號(hào)反應(yīng)器餅的1g樣品。4)在1l燒杯中，將來自1號(hào)反應(yīng)器的餅與代表100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨的324.3g碳酸銨溶液(8.05％n)混合。該燒杯用作2號(hào)反應(yīng)器。5)混合漿料20分鐘。然后過濾漿料并用268g的1級(jí)水沖洗并再次過濾。將收集的餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)(plm)評(píng)估碳酸鈣產(chǎn)物餅，以通過目視估計(jì)任何未反應(yīng)的殘留無水硫酸鈣鑒別反應(yīng)的完全度。plm還用于測(cè)量晶體尺寸。結(jié)果顯示如下。scp-138無水硫酸鈣測(cè)試碳酸鈣產(chǎn)物餅大部分(>95重量％)該樣品是<1-1μ范圍內(nèi)的球霰石的聚集體。結(jié)果分析由于在樣品中沒有鑒別到殘留無水硫酸鈣，因此無水硫酸鈣100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。此外，產(chǎn)物的晶體尺寸非常小，為<1-1μ。結(jié)論在部分連續(xù)的逆流方法中，無水硫酸鈣非?？焖俚胤磻?yīng)并展現(xiàn)制備碳酸鈣和硫酸銨的100％轉(zhuǎn)化率。偏振光顯微術(shù)顯示固體產(chǎn)物是亞微觀的晶體碳酸鈣。實(shí)施例13利用添加氨水保持約9.4的ph用額外的氨水進(jìn)行如實(shí)施例11中9.0ph測(cè)試的測(cè)試，所述氨水用于將兩個(gè)反應(yīng)器中的ph保持為約9.4。如ph9.0測(cè)試，該測(cè)試通過模擬圖1所示的方法進(jìn)行。程序在該測(cè)試期間，向圖1所示的各反應(yīng)器持續(xù)添加氨水以使ph保持約9.4。所述工藝自始至終的溫度為22℃-40℃。測(cè)試僅運(yùn)行一次，其中1號(hào)反應(yīng)器中起始溶液是碳酸銨和硫酸銨的50％:50％化學(xué)計(jì)量的混合物，以模擬通常作為圖1所示方法的2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液的溶液。測(cè)試步驟1)如之前在保留時(shí)間測(cè)試中所述的那樣，制備所有溶液。2)向作為圖1中1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯添加175g酸洗的miller石膏(如保留時(shí)間測(cè)試所述制備的那樣)和25.1g的29％氨水和50％化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)36％硫酸銨?；旌蠞{料后，添加50％化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)33％碳酸銨。如保留時(shí)間測(cè)試所述計(jì)算各重量。3)混合漿料20分鐘。在反應(yīng)期間，添加額外的45.2g的29％氨水以將反應(yīng)的ph保持為9.4。4)過濾碳酸鈣和石膏餅，并且和與起始石膏反應(yīng)所需的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨和16.3g29％氨水一起置于1l燒杯中。該燒杯用作2號(hào)反應(yīng)器。5)混合漿料20分鐘，同時(shí)始終添加77.6g的29％氨水以將ph保持為9.4。6)混合漿料20分鐘，過濾漿料，用268g的1級(jí)水沖洗并再次過濾。將所得的濾餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)論通過偏振光顯微術(shù)分析產(chǎn)物且沒有觀察到殘留石膏，表明石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨。如在ph9.0的測(cè)試中，約90％的固體產(chǎn)物由亞微觀的晶體碳酸鈣組成。因此，從實(shí)施例6的反應(yīng)器保留時(shí)間測(cè)試的實(shí)施例結(jié)果和上述結(jié)果可知，本發(fā)明的方法(尤其如圖1所示)在6.8-9.4的ph范圍下操作導(dǎo)致產(chǎn)物碳酸鈣和硫酸銨的100％或99-100％收率。實(shí)施例14使用不同來源的fgd石膏的測(cè)試上述實(shí)施例1-5的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試使用獲自southerncompany,millerelectricpowergeneratingplant,alabama的fgd石膏。然而，來自所有來源的石膏具有與眾不同的晶體特征，包括來自單個(gè)發(fā)電廠的fgd石膏之間不同的特征。這些特征對(duì)于產(chǎn)生自本發(fā)明方法的石膏的反應(yīng)性和純度、且由此的產(chǎn)物收率和產(chǎn)物純度具有直接影響。因此，使用來自miller工廠以外的發(fā)電廠的fgd石膏測(cè)試如圖1所示的本發(fā)明1號(hào)實(shí)施方式的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器的方法。包括miller工廠，測(cè)試了來自以下五個(gè)發(fā)電廠的fgd石膏：1)southerncompany,millerelectricpowergeneratingplant,quinton,al(miller工廠)2)southerncompany,gorgaselectricgeneratingplant,parrish,al(gorgas工廠)3)southerncompany,bowenpowerplantineuharlee,ga(bowen工廠)4)southerncompany,cristgeneratingplant,pensacola,fl(crist工廠)5)southerncompany,wansleypowerplantincarrollton,ga(wansley工廠)在本發(fā)明兩個(gè)反應(yīng)器方法中使用不同的fgd石膏的測(cè)試如下：a)使用來自gorgas工廠的fgd石膏的兩個(gè)試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試；和b)使用來自bowen工廠、crist工廠和wansley工廠的fgd石膏的三個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。進(jìn)行以下測(cè)試，以確保用于將石膏和碳酸銨轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨的多階段部分連續(xù)的逆流方法將使用若干晶型的石膏而令人滿意地進(jìn)行。測(cè)試i-gorgas)來自gorgas工廠的fgd石膏的晶型(參見圖3)厚于miller工廠制備的石膏(參見圖4)。隨著以下變化，如使用來自miller工廠的石膏的命名為“試驗(yàn)工場(chǎng)石膏轉(zhuǎn)化逆流批處理方法設(shè)備和程序”的以上章節(jié)所述進(jìn)行測(cè)試，所述“試驗(yàn)工場(chǎng)石膏轉(zhuǎn)化逆流批處理方法設(shè)備和程序”如在命名為“兩個(gè)反應(yīng)器方法的試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試”的章節(jié)中示例的那樣：1)將石膏用1％硫酸酸洗，然后用水洗滌。2)將通過上一個(gè)帶式過濾器回收的來自反應(yīng)器2的濾液進(jìn)料至反應(yīng)器1。因?yàn)榉治鲲@示濾液中的氨是稀的，以2.21scfm(標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘)的流速將無水氨進(jìn)料至反應(yīng)器1三分鐘。所得的反應(yīng)器溫度為100-110°f。3)各反應(yīng)器使用20分鐘的反應(yīng)時(shí)間。4)反應(yīng)器2中，以2.17scfm的速度添加無水氨三分鐘以將銨濃度累積達(dá)到正常水平。所得的反應(yīng)器2溫度為100-105°f。所得產(chǎn)物是98.7％碳酸鈣和1.2％雜質(zhì)例如氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁等。所述方法成功地操作以100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(不包括雜質(zhì))和因此化學(xué)計(jì)量上100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨。測(cè)試ii-gorgas)在使用來自gorgas工廠的第二測(cè)試中，在試驗(yàn)工場(chǎng)并如上所述相同進(jìn)行操作，除了不添加無水氨。然而，向反應(yīng)器2添加一些額外的碳酸銨，因?yàn)檫M(jìn)料至反應(yīng)器2的碳酸銨中氨水平是低的。在113°f溫度下操作反應(yīng)器1且反應(yīng)器2溫度為100-105°f。再一次地，各反應(yīng)器操作20分鐘。所得產(chǎn)物是98.3％碳酸鈣和如之前實(shí)施例(測(cè)試i)的主要由鎂、硅和鋁化合物組成的1.7％雜質(zhì)。所述方法成功地操作，從而導(dǎo)致100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(不包括雜質(zhì))和因此化學(xué)計(jì)量上100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨。測(cè)試iii-bowen)使用來自bowen工廠的fgd石膏(參見圖5)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以測(cè)定方法效率。如之前用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、使用來自miller工廠的石膏的命名為“實(shí)驗(yàn)室石膏轉(zhuǎn)化逆流批處理方法設(shè)備和程序”的章節(jié)所述的那樣來測(cè)試石膏。將fdg石膏用5％硫酸溶液洗滌然后用水洗滌，然后進(jìn)料至反應(yīng)器1。將新鮮的碳酸銨溶液進(jìn)料至反應(yīng)器2，因?yàn)閷⑿枰?yīng)100％的化學(xué)計(jì)算需要量與進(jìn)入的石膏反應(yīng)。為確保各反應(yīng)器(反應(yīng)器1和反應(yīng)器2)中石膏的50％反應(yīng)，將新鮮的碳酸銨/硫酸銨溶液和50％化學(xué)計(jì)算需要量的碳酸銨與進(jìn)入的石膏一起進(jìn)料至反應(yīng)器1。這允許反應(yīng)器1和反應(yīng)器2兩者以模擬部分連續(xù)的逆流方法操作，其中反應(yīng)器1和2均在100％化學(xué)計(jì)量過量下操作，所述過量是反應(yīng)器1中的石膏和所述過量是反應(yīng)器2中的碳酸銨。各反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間是20分鐘和各反應(yīng)器的溫度是120°f。最終產(chǎn)物包含97.1％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的2.9％雜質(zhì)。所述方法成功地操作，從而導(dǎo)致100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(不包括雜質(zhì))和因此化學(xué)計(jì)量上100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨。測(cè)試iv-crist)使用來自crist工廠的石膏(參見圖6)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以測(cè)定方法效率。在與如上所述的bowen工廠石膏(測(cè)試iii)相同的條件下進(jìn)行測(cè)試。最終產(chǎn)物是96.6％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的3.4％雜質(zhì)。所述方法成功地操作，從而導(dǎo)致100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(不包括雜質(zhì))和因此化學(xué)計(jì)量上100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨。測(cè)試v-wansley)使用來自wansley工廠的石膏(參見圖7)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以測(cè)定方法效率。在與使用bowen和crist石膏(測(cè)試iii和iv)的之前實(shí)施例的相同條件下進(jìn)行測(cè)試。最終產(chǎn)物是96.6％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的3.1％雜質(zhì)。所述方法成功地操作，從而導(dǎo)致100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(不包括雜質(zhì))和因此化學(xué)計(jì)量上100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨?？傊貌煌愋偷氖嗑w操作該兩個(gè)反應(yīng)器方法的結(jié)果如下。從各種來源轉(zhuǎn)化石膏的方法收率和純度的概括gorgas工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。所得產(chǎn)物是98.7％碳酸鈣和1.2％雜質(zhì)例如氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁等。gorgas工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。所得產(chǎn)物是98.3％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物等組成的1.7％雜質(zhì)。bowen工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。最終產(chǎn)物是97.1％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的2.9％雜質(zhì)。crist工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。最終產(chǎn)物是96.6％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的3.4％雜質(zhì)。wansley工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。最終產(chǎn)物是96.9％碳酸鈣和主要由鎂、硅和鋁化合物組成的3.1％雜質(zhì)。miller工廠：100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣因此也轉(zhuǎn)化為硫酸銨，不包括雜質(zhì)。碳酸鈣含量測(cè)定為98.8％和雜質(zhì)(酸不溶性)測(cè)定為1.24％。石膏晶體的表征從五個(gè)發(fā)電廠miller工廠、gorgas工廠、bowen工廠、crist工廠和wansley工廠獲得fgd石膏樣品并用顯微鏡觀察。從所有五個(gè)工廠的fgd石膏晶體之間觀察到結(jié)構(gòu)差異。觀察到miller工廠石膏晶體非常平坦和磁盤樣。gorgas工廠石膏晶體較厚和更加球形。bowen工廠石膏晶體較長。crist工廠石膏晶體較厚且較大。wansley工廠石膏晶體較厚，但也較小且大小更均勻。掃描電子顯微鏡觀察各發(fā)電廠的樣品證實(shí)了這種形式差異。參見顯示gorgas工廠fgd石膏晶體的圖3、顯示miller工廠fgd石膏晶體的圖4、顯示bowen工廠fgd石膏晶體的圖5、顯示crist工廠fgd石膏晶體的圖6和參見顯示wansley工廠fgd石膏晶體的圖7。miller工廠石膏晶體測(cè)定為片狀晶體2x30x30微米直至10x100x100微米。不溶解的白云石(ca、mg、fe)co3，由1-5％尺寸高達(dá)60x60x60微米的樣品組成。gorgas工廠石膏晶體測(cè)定為棱柱形晶體30x30x40微米直至40x40x80微米。約1-5樣品是未反應(yīng)的白云石(ca、mg、fe)co3，其尺寸為2-80微米顆粒。crist工廠石膏晶體測(cè)定為大小均勻的單晶，約5x40x50微米直至10x80x100微米。存在兩種微量的未知化合物。bowen工廠石膏晶體測(cè)定為具有一些雙晶、大小均勻的單晶，其平均尺寸為約10x50x50微米，且尺寸最高約50x50x30微米。存在兩種微量的未知化合物。wansley工廠石膏晶體測(cè)定為10x50x50微米-70x70x300微米的單晶。大部分晶體低于10x70x70微米。較大晶體數(shù)量上較少，但仍代表～20％樣品。存在兩種微量的未知化合物，但比bowen石膏樣品較不富集得多。miller工廠石膏片狀晶體為2-10微米厚。而gorgas工廠石膏晶體厚得多，為30-40微米厚。該部分連續(xù)的逆流方法的反應(yīng)在石膏表面上進(jìn)行并滲透晶體表面。觀察到碳酸鈣薄片將在gorgas工廠石膏晶體表面上形成并然后脫落。這里，速率限制步驟歸因于晶體厚度。因此，較厚的gorgas工廠石膏晶體需要本方法中使用的碳酸銨溶液的更深滲透。滲透不是線型的，因?yàn)槿芤旱母顫B透越來越難以實(shí)現(xiàn)，除非通過湍流或利用攪拌機(jī)，將反應(yīng)的顆粒部分從剩余顆粒抖落。gorgas工廠fgd石膏的較厚和更加球形的形式得出gorgas石膏晶體具有較小表面積且較小化學(xué)反應(yīng)性的結(jié)論。相反，miller工廠fgd石膏的薄片形式得出miller工廠石膏晶體具有更大表面積和較大化學(xué)反應(yīng)性的結(jié)論。此外，因?yàn)閙iller工廠石膏晶體較平坦，它們也沉降較緩慢，因此為發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提供更多時(shí)間。因此，在證實(shí)本方法在將各種石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣中的廣泛有效性時(shí)，描述了五個(gè)不同來源的fgd石膏。石膏晶體的掃描電子顯微鏡圖像顯示于圖3、圖4、圖5、圖6和圖7。石膏具有從大立方體晶體(gorgas工廠，圖3)到片狀晶體(miller工廠，圖4)的不同的晶體形狀，且一些石膏包含桿狀晶體(bowen工廠，圖5和crist工廠，圖6)。盡管在各種fgd石膏的反應(yīng)性中存在一些變化，但所有石膏在該部分連續(xù)的逆流方法的特定化學(xué)計(jì)量條件下快速反應(yīng)。這似乎尤其是由于在多階段(兩個(gè)或更多個(gè))階段方法的第二階段反應(yīng)器中，強(qiáng)進(jìn)攻性的碳酸銨與石膏的反應(yīng)下產(chǎn)生的碳酸鈣假晶的形成。在這種情況下，碳酸銨相對(duì)于大部分時(shí)間與石膏反應(yīng)所需的量過量大于100％，并且相對(duì)于所需的濃度將濃度增加到完全反應(yīng)的大于1000％。通過偏振光顯微術(shù)評(píng)估顯示石膏晶體表面上不附著制備的碳酸鈣外殼。因此，銨可以快速進(jìn)攻整個(gè)晶體。石膏不必進(jìn)入溶液，但以其形成碳酸鈣多孔假晶的代替初始石膏晶體的方式與碳酸銨反應(yīng)。假晶是以非典型形式(晶系)出現(xiàn)的礦物質(zhì)或無機(jī)化合物，產(chǎn)生自其中外觀和尺寸保持恒定、但初始礦物質(zhì)由另一種替代的替代過程。由于使用大小與形狀不同的這些不同晶體的測(cè)試的該作用和結(jié)果，可以預(yù)期組成從天然石膏到磷石膏等的非fgd石膏晶體的一樣高的反應(yīng)性。實(shí)施例15將磷石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨的部分連續(xù)的逆流方法的測(cè)試使用來自酸處理磷鹽巖的石膏測(cè)試如圖1所示的實(shí)施方式1的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器方法。磷鹽巖的這種處理通常產(chǎn)生磷石膏。使用磷石膏1號(hào)樣品的方法測(cè)試目標(biāo)：該測(cè)試通過模擬圖1所示的部分連續(xù)的逆流方法來測(cè)定將磷石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和化學(xué)計(jì)量上轉(zhuǎn)化為硫酸銨的轉(zhuǎn)化水平。從idaho，美國獲得磷石膏樣品1。程序進(jìn)行測(cè)試作為貫穿工藝的一個(gè)運(yùn)行以模擬圖1所示方法，以1號(hào)反應(yīng)器中的新鮮酸洗的磷石膏開始。1號(hào)反應(yīng)器所使用的溶液是36％硫酸銨溶液和實(shí)施例3和4中所述的試驗(yàn)工場(chǎng)中制備的碳酸銨溶液的混合物。由于可能的未知污染物，在各反應(yīng)器中使用過量碳酸銨溶液。測(cè)試程序的細(xì)節(jié)如下所列：1.如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試所述的那樣，制備高達(dá)36％硫酸銨溶液。2.將175g磷石膏(19％水分)置于2l燒杯中，并用通過向354.8ml的1級(jí)水添加3.92ml濃硫酸制備的1％硫酸溶液(包括石膏中的水分)洗滌。將該漿料混合20分鐘然后過濾。收集該磷石膏酸洗濾液用于測(cè)試。3.然后用500ml的1級(jí)水沖洗殘留餅約5分鐘，然后再次過濾。收集該磷石膏酸洗水用于測(cè)試。4.收集約1g酸洗磷石膏餅樣品。殘留餅用作圖1所示的石膏餅。5.使用186.7g的36％硫酸銨溶液和135.6g高達(dá)33％碳酸銨溶液/碳酸氫銨來模擬圖1的1號(hào)反應(yīng)器所示的硫酸銨/碳酸銨溶液。碳酸銨溶液的leco分析是5.26％c和10.75％n，因此基于氮是限制該公認(rèn)方法的反應(yīng)物，該135.6g足以等于63％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨/碳酸氫銨以與起始石膏反應(yīng)。6.將溶液與石膏餅一起置于作為1號(hào)反應(yīng)器的2l燒杯中并混合20分鐘。7.將漿料過濾并將磷石膏1號(hào)反應(yīng)器液體濾液收集為硫酸銨溶液產(chǎn)物。收集約1g碳酸鈣和石膏餅樣品用于測(cè)試。8.將殘留碳酸鈣和石膏餅置于作為2號(hào)反應(yīng)器的2l燒杯中。使用如上所述271.3g碳酸銨溶液制備漿料。這代表較之起始石膏約125％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨/碳酸氫銨溶液。9.將漿料混合20分鐘然后過濾。收集該硫酸銨/碳酸銨溶液用于測(cè)試。10.然后用500ml的1級(jí)水(astm(americansocietyfortestingandmaterials)實(shí)驗(yàn)室級(jí)水)沖洗該餅，并收集最終洗滌用于測(cè)試。殘留碳酸鈣產(chǎn)物餅在100℃烘箱中干燥過夜。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)分析來自2號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣產(chǎn)物餅，并顯示樣品中95％碳酸鈣作為3-5微米晶體存在而且不存在殘留石膏。此外，測(cè)試來自工藝的樣品中的鈾。鈾的結(jié)果顯示于表6。表8：1號(hào)樣品的鈾測(cè)試結(jié)果結(jié)論偏光顯微鏡分析顯示磷石膏反應(yīng)導(dǎo)致磷石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。參考表8，放射測(cè)試結(jié)果表明工藝的酸洗步驟從磷石膏洗掉了大量鈾。這表明可以通過制備硫酸銨和碳酸鈣兩者的工藝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的方法成功地控制鈾水平。所述方法的酸洗步驟去除了石膏粗餅中40-75％的鈾。使用磷石膏樣品2和3的方法測(cè)試目標(biāo)：進(jìn)行該測(cè)試以通過模擬圖1所示部分連續(xù)的逆流方法來測(cè)定反應(yīng)的完全度。所述方法的測(cè)試使用兩種不同的石膏樣品，所述石膏樣品在中國作為生產(chǎn)用于生產(chǎn)肥料的磷鈣土的副產(chǎn)物而產(chǎn)生。該石膏產(chǎn)生自作為磷鹽巖的磷鈣土的酸處理。2號(hào)石膏樣品在linshu,shandongprovince,中國制備，并來自通過用硝酸處理來分解磷鈣土以生產(chǎn)硝酸鹽基肥料的方法。3號(hào)石膏樣品通過用硫酸處理分解磷鈣土以生產(chǎn)磷酸鹽肥料的方法在guizhouprovince,中國制備。樣品2和樣品3的化學(xué)分析顯示于表9。表9：磷石膏樣品1和2的化學(xué)分析為模擬圖1所示部分連續(xù)的逆流方法，在各石膏上進(jìn)行兩個(gè)運(yùn)行。第一運(yùn)行使用合成的碳酸銨/硫酸銨溶液的正確含量，以基于溶液中測(cè)量的起始石膏的重量和％n模擬各自的50％化學(xué)計(jì)量含量。需要運(yùn)行1制備硫酸銨/碳酸銨溶液，以在運(yùn)行2的反應(yīng)器中使用。各運(yùn)行程序如下所述。2號(hào)和3號(hào)石膏樣品測(cè)試運(yùn)行1程序：1)使用試劑級(jí)化合物和di水制備高達(dá)33％碳酸銨溶液和高達(dá)36％硫酸銨溶液。這種溶液的樣品通過leco測(cè)試％n，該值用于發(fā)現(xiàn)如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試中所討論的所述方法中各運(yùn)行的溶液重量。2)使用19.5mlh2so4和370.5ml水制備5％硫酸溶液。將該溶液和175.7g石膏一起置于2l燒杯中并允許在不加熱下攪拌20分鐘。3)將漿料真空過濾，用500ml的1級(jí)水洗滌，并再次過濾。4)將石膏濾餅和所述含量的碳酸銨溶液和硫酸銨溶液一起置于2l燒杯(1號(hào)反應(yīng)器)中，所述含量計(jì)算為之前討論的模擬將產(chǎn)生自圖1所示的2號(hào)反應(yīng)器用于各反應(yīng)器石膏的50％反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量的50％:50％硫酸銨/碳酸銨溶液。5)將漿料在沒有任何加熱下攪拌20分鐘。然后真空過濾，并將碳酸鈣和石膏餅以及與起始石膏反應(yīng)所需的100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨溶液一起置于2l燒杯(2號(hào)反應(yīng)器)中。6)將漿料在沒有任何加熱下攪拌20分鐘。7)將漿料真空過濾，然后用500ml的1級(jí)水沖洗濾餅，并再次過濾。將所得碳酸鈣產(chǎn)物餅在130°f烘箱中干燥過夜。8)儲(chǔ)存沖洗之前從步驟7收集的硫酸銨/碳酸銨溶液，用于測(cè)試的運(yùn)行2。石膏樣品2和樣品3測(cè)試運(yùn)行2的程序：1)如以上步驟1-3所述對(duì)石膏進(jìn)行酸洗。2)將石膏濾餅和來自運(yùn)行1反應(yīng)器2的硫酸銨/碳酸銨溶液一起置于2l燒杯(反應(yīng)器1)。3)遵循上述步驟5-7，來自步驟7的碳酸鈣產(chǎn)物餅是最終產(chǎn)物餅。偏振光顯微術(shù)結(jié)果：通過偏振光顯微術(shù)光學(xué)評(píng)估起始石膏材料和來自2號(hào)反應(yīng)器的所得產(chǎn)物餅，所述偏振光顯微術(shù)提供直接檢測(cè)產(chǎn)物中甚至少量的殘留未反應(yīng)的石膏的存在的有效方式。能夠區(qū)分石膏和碳酸鈣是由于石膏和碳酸鈣的折射率的差異。結(jié)果顯示于表10中。表10：2號(hào)和3號(hào)樣品的偏振光顯微術(shù)(plm)評(píng)估*n/a–不可獲得，因?yàn)闃悠肥瞧鹗际鄿y(cè)試結(jié)論參考表10中的結(jié)果，通過2號(hào)樣品和3號(hào)樣品石膏使用部分連續(xù)的逆流方法證明反應(yīng)的完全度。偏振光顯微術(shù)顯示反應(yīng)形成的假晶核處的僅少部分未反應(yīng)的石膏。該小部分僅要求增加保留時(shí)間或拋光反應(yīng)以完成100％轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)。使用磷石膏樣品4和5的方法測(cè)試目標(biāo)：進(jìn)行測(cè)試以通過模擬圖1所示的部分連續(xù)的逆流方法來測(cè)定反應(yīng)的完全度。方法測(cè)試使用在俄羅斯的krasnodar區(qū)域制備的兩種不同的石膏樣品：4號(hào)樣品和5號(hào)樣品。4號(hào)樣品和5號(hào)樣品石膏均是利用硫酸分解磷鹽巖的產(chǎn)物。來自起始(粗)樣品4號(hào)樣品和5號(hào)樣品石膏的化學(xué)分析和偏振光顯微術(shù)(plm)評(píng)估的結(jié)果分別顯示于表11和表12中。表11：4號(hào)和5號(hào)石膏樣品的化學(xué)分析表12：4號(hào)和5號(hào)樣品的偏振光顯微術(shù)評(píng)估程序：通過如圖1所示部分連續(xù)的逆流方法運(yùn)行表征于表11和12的4號(hào)和5號(hào)石膏樣品的每一種。用4號(hào)和5號(hào)石膏樣品替代程序中的miller石膏，遵循在實(shí)施例6的20分鐘保留時(shí)間中列出的運(yùn)行1和運(yùn)行2的相同程序。然后通過偏振光顯微術(shù)分析來自運(yùn)行2的所得的碳酸鈣產(chǎn)物餅以鑒別反應(yīng)的完成度。結(jié)果顯示于表13。表13：4號(hào)和5號(hào)石膏樣品的運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅的偏振光顯微術(shù)評(píng)估結(jié)論參考表13所示結(jié)果，部分連續(xù)的逆流方法有效地且快速地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致4號(hào)和5號(hào)石膏樣品100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨。實(shí)施例16實(shí)施方式3的測(cè)試：三個(gè)反應(yīng)器目標(biāo)：該測(cè)試模擬圖16所示實(shí)施方式3的三個(gè)反應(yīng)器方法。進(jìn)料原料：與保留時(shí)間測(cè)試中所述相同工藝可變參數(shù)對(duì)于該測(cè)試，各反應(yīng)器使用20分鐘保留時(shí)間。反應(yīng)器的溫度不受控制，其范圍為20.5℃-45℃，且ph保持為7.1-8.8。如之前實(shí)施例(例如實(shí)施例1-4)所討論的那樣，按照需要添加氨水以防止起泡。在三個(gè)運(yùn)行中進(jìn)行反應(yīng)以模擬圖16所示逆流方法。開始兩個(gè)運(yùn)行制備用于運(yùn)行3的1號(hào)反應(yīng)器和2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液。設(shè)計(jì)該實(shí)施例16的測(cè)試以分別模擬1號(hào)反應(yīng)器、2號(hào)反應(yīng)器和3號(hào)反應(yīng)器中石膏的40％、40％和20％反應(yīng)。參考圖16，測(cè)試的運(yùn)行1始于在1號(hào)反應(yīng)器(8)中將酸洗miller石膏餅(6)與40％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨和60％化學(xué)計(jì)量含量的硫酸銨混合。將來自1號(hào)反應(yīng)器的50ml濾液樣品收集作為來自運(yùn)行1的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。然后在2號(hào)反應(yīng)器(11)中將來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的碳酸鈣和石膏餅(10)與40％化學(xué)計(jì)量含量的石膏和20％化學(xué)計(jì)量含量的硫酸銨混合。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液儲(chǔ)存以用作運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)中的硫酸銨/碳酸銨溶液。將來自2號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅(24)和100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨溶液(12)一起置于3號(hào)反應(yīng)器(22)中。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的濾液儲(chǔ)存以用作運(yùn)行2的2號(hào)反應(yīng)器(11)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)用水洗滌、干燥并儲(chǔ)存作為來自運(yùn)行1的碳酸鈣產(chǎn)物。測(cè)試的運(yùn)行2始于在1號(hào)反應(yīng)器(8)中將新鮮酸洗的miller石膏餅(6)與儲(chǔ)存作為來自運(yùn)行1的2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)混合。向運(yùn)行2的該溶液添加額外的碳酸銨溶液以將其升高至40％化學(xué)計(jì)量含量。將來自運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)的50ml濾液樣品收集作為運(yùn)行2的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。然后將來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的碳酸鈣和石膏餅(10)和來自運(yùn)行1的3號(hào)反應(yīng)器(22)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)一起置于2號(hào)反應(yīng)器(11)中。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液儲(chǔ)存以用作運(yùn)行3的1號(hào)反應(yīng)器(8)中的硫酸銨/碳酸銨溶液。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的碳酸鈣和石膏餅(24)和100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨溶液(12)一起置于3號(hào)反應(yīng)器(22)中。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的濾液儲(chǔ)存以用作運(yùn)行3的2號(hào)反應(yīng)器(11)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)。將來自3號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)用水洗滌、干燥并儲(chǔ)存作為來自運(yùn)行2的碳酸鈣產(chǎn)物。測(cè)試的運(yùn)行3再次始于在1號(hào)反應(yīng)器(8)中將新鮮酸洗的miller石膏餅(6)與儲(chǔ)存作為來自運(yùn)行2的2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)混合。將來自運(yùn)行3的1號(hào)反應(yīng)器(8)的50ml濾液樣品收集作為最終的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。然后將來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的碳酸鈣和石膏餅(10)和來自運(yùn)行2的3號(hào)反應(yīng)器(22)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)一起置于2號(hào)反應(yīng)器(11)中。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液丟棄。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的碳酸鈣和石膏餅(24)和100％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨溶液(12)一起置于3號(hào)反應(yīng)器(22)中。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的濾液丟棄。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)用水洗滌、干燥并儲(chǔ)存作為最終的碳酸鈣產(chǎn)物。程序計(jì)算用于該測(cè)試的硫酸銨和碳酸銨的含量測(cè)定用于反應(yīng)各步驟的碳酸銨和/或硫酸銨的重量，其是基于用于如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試之前所述的反應(yīng)器的各自溶液和期望的化學(xué)計(jì)量含量所測(cè)量的氮。三個(gè)反應(yīng)器測(cè)試運(yùn)行1：1.如實(shí)施例6的保留時(shí)間測(cè)試所述酸洗的175gmiller石膏。2.將酸洗石膏和計(jì)算量的、新鮮的、與40％石膏反應(yīng)所需的化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)33％碳酸銨溶液以及將產(chǎn)生自已經(jīng)反應(yīng)的60％石膏的化學(xué)計(jì)量含量的高達(dá)36％硫酸銨溶液一起置于1l燒杯中。該燒杯用作圖16所示的1號(hào)反應(yīng)器(8)。3.將漿料在攪拌板上混合20分鐘，同時(shí)每2秒測(cè)量溫度和ph。通過將氨水噴入1號(hào)反應(yīng)器(8)消除任何起泡。4.反應(yīng)20分鐘后，將漿料過濾并收集50ml硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)的樣品。5.對(duì)于反應(yīng)器2(11)，向燒杯添加新鮮的包含40％化學(xué)計(jì)量的碳酸銨(如之前計(jì)算)的高達(dá)33％碳酸銨溶液和20％化學(xué)計(jì)量的硫酸銨。向該混合物添加來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的殘留碳酸鈣和石膏餅(10)。6.將所得的漿料在攪拌板上攪拌20分鐘并立即開始起泡，需要添加氨水。7.將漿料通過布氏漏斗過濾，并將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液儲(chǔ)存作為用于運(yùn)行2的1號(hào)反應(yīng)器(8)的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)。8.對(duì)于3號(hào)反應(yīng)器(22)，向燒杯添加新鮮的、包含100％化學(xué)計(jì)量的碳酸銨的高達(dá)33％碳酸銨溶液和來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的碳酸鈣和石膏餅(24)。9.將所得漿料在攪拌板上混合20分鐘。沒有觀察到起泡。10.將漿料通過布氏漏斗過濾，用268ml的1級(jí)水沖洗所得運(yùn)行1碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)，過濾并在55℃干燥過夜。將來自3號(hào)反應(yīng)器(22)的濾液(沖洗之前)儲(chǔ)存作為用于運(yùn)行2的號(hào)反應(yīng)器(11)的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)。三個(gè)反應(yīng)器測(cè)試運(yùn)行2：1.如之前所述酸洗175gmiller石膏。2.將洗滌和過濾的石膏和運(yùn)行1硫酸銨/碳酸銨(18)一起置于1l燒杯中，并添加額外的126.4g碳酸銨溶液以確保40％化學(xué)計(jì)量含量的碳酸銨。該燒杯用作1號(hào)反應(yīng)器(8)。3.將漿料在攪拌板上混合20分鐘，同時(shí)每2秒測(cè)量溫度和ph。通過將氨水噴入反應(yīng)器消除任何起泡。4.反應(yīng)20分鐘后，將漿料過濾，濾液是運(yùn)行2的硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)。收集50ml樣品。將殘留碳酸鈣和石膏餅(10)用于2號(hào)反應(yīng)器(11)。5.對(duì)于2號(hào)反應(yīng)器(11)，向燒杯添加來自運(yùn)行1的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)和來自1號(hào)反應(yīng)器(10)的殘留餅。6.將所得漿料在攪拌板上混合20分鐘。通過將氨水噴入2號(hào)反應(yīng)器(11)來停止任何起泡。7.將漿料通過布氏漏斗過濾。將來自2號(hào)反應(yīng)器(24)的碳酸鈣和石膏餅用于3號(hào)反應(yīng)器(22)。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的濾液儲(chǔ)存作為用于運(yùn)行3的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)。8.對(duì)于3號(hào)反應(yīng)器(22)，向燒杯添加新鮮的、包含100％化學(xué)計(jì)量的碳酸銨的與起始石膏反應(yīng)所需的高達(dá)33％碳酸銨溶液和來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的殘留餅。9.將所得漿料在攪拌板上混合20分鐘。沒有觀察到起泡。10.將漿料通過布氏漏斗過濾，并將濾液儲(chǔ)存作為用于運(yùn)行3的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)。用268ml的1級(jí)水沖洗所得運(yùn)行2碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)，過濾并在55℃下干燥過夜。三個(gè)反應(yīng)器測(cè)試運(yùn)行3：1.如之前所述酸洗175gmiller石膏。2.將洗滌和過濾的石膏和運(yùn)行2硫酸銨/碳酸銨(18)置于1l燒杯中。該燒杯用作1號(hào)反應(yīng)器(8)。3.將漿料在攪拌板上混合20分鐘，同時(shí)每2秒測(cè)量溫度和ph。通過將氨水噴入反應(yīng)器消除任何起泡。4.反應(yīng)20分鐘后，將漿料過濾，濾液是最終的硫酸銨產(chǎn)品溶液(19)。收集50ml樣品。5.對(duì)于2號(hào)反應(yīng)器(11)，向燒杯添加運(yùn)行2的硫酸銨/碳酸銨溶液(27)和來自1號(hào)反應(yīng)器(8)的殘留碳酸鈣和石膏餅(10)。6.將所得漿料在攪拌板上混合20分鐘。通過將氨水噴入2號(hào)反應(yīng)器(11)來停止任何起泡。7.將漿料通過布氏漏斗過濾，并將殘留碳酸鈣和石膏餅(24)用于3號(hào)反應(yīng)器(22)。8.對(duì)于3號(hào)反應(yīng)器(22)，向燒杯添加新鮮的、包含100％化學(xué)計(jì)量的碳酸銨的高達(dá)33％碳酸銨溶液和來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的殘留餅。9.將所得漿料在攪拌板上混合20分鐘。沒有觀察到起泡。10.將漿料通過布氏漏斗過濾，并用268ml的1級(jí)水沖洗所得所得的碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)，過濾并在55℃下干燥過夜。結(jié)果通過偏振光顯微術(shù)分析，測(cè)定最終(運(yùn)行3)碳酸鈣產(chǎn)物餅為均勻的直徑為<1-5μ的球霰石球粒。沒有鑒定到殘留石膏。因此，所述方法導(dǎo)致了將石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。結(jié)論測(cè)試表明具有如圖16所示的三個(gè)反應(yīng)器的部分連續(xù)的逆流方法可用于導(dǎo)致將石膏100％轉(zhuǎn)化為硫酸銨和碳酸鈣。實(shí)施例17實(shí)施方式5的測(cè)試：在反應(yīng)器中直接制備碳酸銨目標(biāo)：進(jìn)行這些測(cè)試以證實(shí)實(shí)施方式5在部分連續(xù)的逆流方法中的反應(yīng)器中直接制備碳酸銨的有效性以及以非常高的收率將石膏有效轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨。這通過模擬圖15所示方法實(shí)現(xiàn)。圖15以實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式5所需的變化復(fù)制了圖1所示的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器方法。進(jìn)料材料miller石膏(8.3％水分)硫酸(混合至1體積％)氨水(29％)無水氨二氧化碳水程序燒杯測(cè)試對(duì)于該測(cè)試，將燒杯用作保留時(shí)間測(cè)試。該測(cè)試始于通過進(jìn)料由酸洗miller石膏和試劑級(jí)碳酸鈣產(chǎn)生的用于2號(hào)反應(yīng)器(11)的模擬的碳酸鈣和石膏餅(10)，來模擬圖15所示方法的2號(hào)反應(yīng)器(11)中的反應(yīng)。選擇混合物以代表各自的50％:50％化學(xué)計(jì)量混合物。該餅是產(chǎn)生自圖15的1號(hào)反應(yīng)器(8)的石膏的50％反應(yīng)的碳酸鈣和石膏餅(10)。向固體添加水以產(chǎn)生漿料，該漿料在噴入氨(21)和二氧化碳(12)以代替之前兩個(gè)反應(yīng)器方法的2號(hào)反應(yīng)器中添加的碳酸銨溶液時(shí)被混合。將來自2號(hào)反應(yīng)器(11)的漿料過濾。儲(chǔ)存硫酸銨/碳酸銨溶液(18)濾液以用于1號(hào)反應(yīng)器(8)。用水沖洗碳酸鈣產(chǎn)物餅(14)并儲(chǔ)存以通過偏振光顯微術(shù)檢查。然后通過使用如上儲(chǔ)存的硫酸銨/碳酸銨溶液(18)并將其添加至作為酸洗miller石膏的石膏餅(6)來模擬1號(hào)反應(yīng)器(8)的方法。在分配的反應(yīng)時(shí)間后，將漿料過濾并收集硫酸銨溶液產(chǎn)物(19)的樣品。將碳酸鈣和石膏餅(10)干燥并儲(chǔ)存。將無水氨和二氧化碳僅噴入2號(hào)反應(yīng)器以代替之前測(cè)試中使用的碳酸銨溶液。程序步驟1.如之前測(cè)試所述的那樣，用1％硫酸酸洗87.5gmiller石膏。過濾、洗滌并再次過濾后，將石膏和50.9g試劑級(jí)碳酸鈣和236.9g的1級(jí)水一起置于燒杯中。該燒杯用作圖15所示的2號(hào)反應(yīng)器。2.攪拌時(shí)，將氨和二氧化碳噴射入漿料中。將二氧化碳以0.098g/min的速度噴射。氨流量設(shè)置為可見流量。允許氣體噴射約3.5小時(shí)。溶液的ph值為10-11。根據(jù)流量計(jì)，添加了12.77g二氧化碳。3.通過聚酯濾布過濾漿料，并將硫酸銨/碳酸銨溶液濾液在密封瓶中儲(chǔ)存過夜。收集50ml該溶液樣品。4.殘留餅用500ml水沖洗并發(fā)出濃氨水味。使所得碳酸鈣產(chǎn)物餅在通風(fēng)櫥(hood)中風(fēng)干過夜，然后第二天在55℃烘箱中干燥。5.第二天，如之前測(cè)試所述酸洗175gmiller石膏。然后將過濾并沖洗的石膏與儲(chǔ)存自上述2號(hào)反應(yīng)器的硫酸銨/碳酸銨溶液混合，并置于用作1號(hào)反應(yīng)器的1l燒杯。6.將漿料混合20分鐘，顯示無起泡。將漿料過濾，濾液是硫酸銨產(chǎn)物溶液。7.將1號(hào)反應(yīng)器碳酸鈣和石膏餅在50℃烘箱中干燥過夜。量筒測(cè)試對(duì)于該測(cè)試，量筒用于模擬圖15所示方法的2號(hào)反應(yīng)器。通過利用量筒，增加了漿料高度，其允許氣體二氧化碳和氨的更好的溶解性以改進(jìn)制備碳酸銨的反應(yīng)。僅測(cè)試2號(hào)反應(yīng)器中的反應(yīng)。它通過在其中可以制備過量碳酸銨的反應(yīng)器中直接制備碳酸銨，來遵循在2號(hào)反應(yīng)器中產(chǎn)生完全的反應(yīng)。如果需要，碳酸銨也可以在1號(hào)反應(yīng)器中直接制備。為縮短模擬所述方法所需的時(shí)間，將一部分氨在開始時(shí)作為氨水添加。用試劑級(jí)碳酸鈣和酸洗miller石膏的50％:50％化學(xué)計(jì)量的混合物模擬2號(hào)反應(yīng)器的起始碳酸鈣和石膏餅。該餅是碳酸鈣和石膏餅，其將由1號(hào)反應(yīng)器的石膏的50％反應(yīng)產(chǎn)生。量筒測(cè)試1.如之前測(cè)試所述的那樣，用1％硫酸酸洗43.8g石膏。過濾、洗滌并再次過濾后，將石膏和103g水、20g的29％氨水和25.4g碳酸鈣一起置于250ml量筒中。2.將混合物在磁性攪拌板上攪拌，同時(shí)將氨和二氧化碳?xì)怏w分別以0.0186g/min和0.030g/min的速率噴射入混合物。3.工藝進(jìn)行約一小時(shí)的時(shí)候，漿料體積從170ml增加到大于250ml(用ph探測(cè)器、溫度傳感器和磁棒)并將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到500ml量筒。在這時(shí)候，將氨的流速增加到0.0216g/min并將二氧化碳的流速增加到0.049g/min。4.工藝進(jìn)行2.5小時(shí)的時(shí)候，由于起泡而向燒杯添加45g氨水。5.在6.5小時(shí)的時(shí)候，停止氨并允許二氧化碳再繼續(xù)45分鐘。6.然后停止工藝并過濾漿料。用500ml的1級(jí)水沖洗餅。流量計(jì)顯示總共添加了8.3146g氨和25.9721g二氧化碳。7.將餅在55℃烘箱中干燥過夜。結(jié)果偏振光顯微術(shù)用于檢查來自該測(cè)試的碳酸鈣產(chǎn)物餅以及來自燒杯測(cè)試的1號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅。由于能夠在樣品中目視鑒別甚至非常少量的石膏，使用偏振光。結(jié)果顯示如下。scp-105nh3/co2燒杯測(cè)試1號(hào)反應(yīng)器碳酸鈣和石膏餅該樣品的大于50％是沒有顯示反應(yīng)的高達(dá)40x40x200μ的caso4·2h2o晶體。小于50％是包含<1-3μ球霰石球粒的軟外殼。外殼不包含caso4·2h2o核。scp-104燒杯測(cè)試2號(hào)反應(yīng)器碳酸鈣產(chǎn)物餅大部分該樣品是直徑為<1-6μ球霰石球粒。方解石單晶跨度為高達(dá)30μ。scp-106nh3/co2筒測(cè)試2號(hào)反應(yīng)器碳酸鈣產(chǎn)物餅大部分該樣品是高達(dá)25μ的方解石晶體。不存在殘留caso4·2h2o。注意：這些測(cè)試以2號(hào)反應(yīng)器中50％試劑級(jí)碳酸鈣和50％石膏的化學(xué)計(jì)量的混合物開始。結(jié)果分析來自燒杯測(cè)試的1號(hào)反應(yīng)器的碳酸鈣和石膏餅顯示存在碳酸鈣。碳酸鈣的存在是在2號(hào)反應(yīng)器中直接制備過量碳酸銨并作為硫酸銨/碳酸銨溶液進(jìn)料至1號(hào)反應(yīng)器的證據(jù)。由于沒有在量筒測(cè)試的碳酸鈣產(chǎn)物塊中發(fā)現(xiàn)殘留石膏，因此石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。結(jié)論以上測(cè)試證實(shí)能夠在圖15所示的部分連續(xù)的逆流方法的反應(yīng)器中直接使用氨和二氧化碳?；谶M(jìn)料速率和燒杯測(cè)試的時(shí)間，不期待完全反應(yīng)。然而，僅使用無水氨和二氧化碳確實(shí)證實(shí)了通過與來自氨與二氧化碳反應(yīng)的碳酸銨反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)，從石膏產(chǎn)生了碳酸鈣和硫酸銨。使用量筒的第二測(cè)試證實(shí)，如果反應(yīng)容器具有足夠高度以啟動(dòng)氨和二氧化碳的高水性溶解，則反應(yīng)的完全度(石膏100％轉(zhuǎn)化為碳酸鈣)是可能的。將無水氨和二氧化碳直接添加至反應(yīng)器中代替使用碳酸銨/碳酸氫銨溶液，有助于避免會(huì)稀釋硫酸銨產(chǎn)物的一些水。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，商業(yè)基礎(chǔ)上的小規(guī)模氣體吸收測(cè)試，反應(yīng)器直徑將大得多且反應(yīng)器的高度顯著更高，導(dǎo)致單程上好得多的氣體吸收，因此導(dǎo)致更短的保留和反應(yīng)時(shí)間。實(shí)施例18工藝碳酸鈣產(chǎn)物的反應(yīng)性分析目的：為測(cè)定包含球霰石的碳酸鈣(caco3)的反應(yīng)速率與試劑級(jí)碳酸鈣(caco3)的反應(yīng)速率的比較。通過如下所述的二氧化碳(co2)氣體方法進(jìn)行分析。原理概念：在密封容器中將碳酸鈣與弱酸反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生co2，其被收集并測(cè)量。通過測(cè)量產(chǎn)生固定體積的co2所需的時(shí)間量，可以測(cè)定反應(yīng)速率。設(shè)備：1.金屬槽2.50ml量筒3.250ml量筒4.配備有可移動(dòng)隔膜的小儲(chǔ)存瓶5.樣品攪拌器6.聚乙烯管子7.秒表8.90°玻璃管9.鐵環(huán)架和夾鉗設(shè)置：1.將金屬槽的3/4裝滿水。2.將校準(zhǔn)的量筒完全裝滿水并倒置，其中量筒的頂部在水之下。尤其注意應(yīng)該完全去除可能捕獲于倒置量筒中的任何空氣或氣體。3.利用夾鉗將倒置量筒固定至鐵環(huán)架。4.將管子固定使得在量筒下直接進(jìn)料玻璃接頭。利用夾鉗將玻璃接頭固定在校準(zhǔn)量筒之下的適當(dāng)位置。5.將攪拌器插上電源并將其放置在管子的隔膜端范圍內(nèi)。程序：1.將1.47克edta放入儲(chǔ)存瓶。2.添加20mlh2o。3.用橡膠隔膜覆蓋并攪拌幾秒。當(dāng)完成時(shí)去除帽。4.將1克caco3樣品稱量入玻璃稱量漏斗。5.非?？焖俚貙aco3轉(zhuǎn)移入儲(chǔ)存瓶，并用連接聚乙烯管子和玻璃接頭的隔膜覆蓋。6.啟動(dòng)攪拌器并將瓶保持在攪拌器上以促進(jìn)混合物的攪拌。7.一旦從玻璃管冒出第一個(gè)氣泡，啟動(dòng)秒表。8.在從校準(zhǔn)量筒直接讀出的10、30和70ml體積處標(biāo)注并記錄時(shí)間。如果正確進(jìn)行測(cè)試，則液體應(yīng)該被反應(yīng)期間釋放的二氧化碳置換。9.一旦收集數(shù)據(jù)，就可以產(chǎn)生比較各種碳酸鈣樣品的反應(yīng)速率的圖和表。結(jié)果以上進(jìn)行的反應(yīng)性測(cè)試的結(jié)果顯示于圖14。圖14表明試劑級(jí)碳酸鈣較之通過本發(fā)明洗滌或不洗滌fgd石膏的實(shí)施方式1(圖1)的兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器方法制備的碳酸鈣產(chǎn)物，花費(fèi)更長的時(shí)間產(chǎn)生相同量的二氧化碳。在圖14中，通過偏振光顯微術(shù)發(fā)現(xiàn)“洗滌”和“h2o洗滌”產(chǎn)物具有高含量的球霰石?！?0/3/2014”產(chǎn)物的尺寸與“洗滌”和“h2o洗滌”產(chǎn)物類似，但通過偏振光顯微術(shù)測(cè)定為方解石。因此，該測(cè)試表明方解石和球霰石產(chǎn)物二者的反應(yīng)類似，但由于它們的較小尺寸而快于試劑級(jí)碳酸鈣。實(shí)施例19碳酸鈣晶體學(xué)上的儲(chǔ)存影響目標(biāo)：該測(cè)試的目的是鑒定儲(chǔ)存條件對(duì)來自模擬圖1所示的部分連續(xù)的逆流方法的碳酸鈣產(chǎn)物的影響。儲(chǔ)存參數(shù)對(duì)于該組測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室中制備碳酸鈣產(chǎn)物并根據(jù)以下清單在儲(chǔ)存之前洗滌或不洗滌和干燥或不干燥：·不水洗和濕儲(chǔ)存·不水洗和干儲(chǔ)存·水洗和濕儲(chǔ)存·水洗和干儲(chǔ)存·硫酸銨洗和濕儲(chǔ)存·硫酸銨洗和干儲(chǔ)存程序所有產(chǎn)物使用單一運(yùn)行和如以下程序所述的圖1的1號(hào)反應(yīng)器中模擬的起始硫酸銨/碳酸銨溶液。步驟1–酸洗1.在2l燒杯中將3.92ml硫酸與354ml的1級(jí)水混合。2.向硫酸溶液添加175gmiller石膏。將所得漿料混合20分鐘。3.利用來自試驗(yàn)工場(chǎng)操作的濾布將漿料真空過濾。4.用500ml的1級(jí)水洗滌濾餅并過濾。步驟2–反應(yīng)器11.將濾餅置于2l燒杯(代表圖1的1號(hào)反應(yīng)器)。在電爐上添加186.7g高達(dá)36％硫酸銨溶液和267.86g高達(dá)33％碳酸銨溶液，同時(shí)攪拌。2.將無水氨噴射11-30秒以消除泡沫。3.將漿料混合20分鐘。4.將所得漿料真空過濾。步驟3–反應(yīng)器21.將來自反應(yīng)器1的濾餅和535.71g碳酸銨溶液一起置于2l燒杯(代表反應(yīng)器2)。在攪拌時(shí)發(fā)生起泡，并且利用噴霧器添加無水氨11-30秒。2.將漿料混合20分鐘、去除并真空過濾。重復(fù)該程序，將最終產(chǎn)物：a.不洗滌和濕儲(chǔ)存，b.不洗滌，在130°f干燥過夜和干儲(chǔ)存，c.與500ml水混合20分鐘，過濾和濕儲(chǔ)存，d.與500ml水混合20分鐘，過濾，在130°f干燥過夜和干儲(chǔ)存，e.與500ml硫酸銨(36％溶液)混合20分鐘，過濾和濕儲(chǔ)存，或f.與500ml硫酸銨(36％溶液)混合20分鐘，在130°f下干燥過夜和干儲(chǔ)存。偏振光顯微術(shù)結(jié)果儲(chǔ)存9-10天后和再次儲(chǔ)存一個(gè)月后，通過偏振光顯微術(shù)分析所有儲(chǔ)存樣品。差不多8個(gè)月后再次評(píng)估一個(gè)月后不顯示明顯變化的樣品。表14：碳酸鈣儲(chǔ)存樣品的偏振光顯微術(shù)結(jié)果(plm)結(jié)論以下總結(jié)基于表14所示plm分析：b.濕儲(chǔ)存樣品在小于一周內(nèi)轉(zhuǎn)化為方解石，除非用硫酸銨沖洗樣品。a.濕儲(chǔ)存之前的硫酸銨沖洗減慢了球霰石轉(zhuǎn)化為方解石，其中完全轉(zhuǎn)化發(fā)生在一周到一個(gè)月之間。c.干儲(chǔ)存樣品大部分保持為球霰石，甚至在儲(chǔ)存差不多八個(gè)月之后。實(shí)施例20表面積/溶解度分析(酚酞方法)目的：為表明包含球霰石的碳酸鈣(caco3)的各種晶型與試劑級(jí)caco3相比的顆粒表面/溶解度差異。原理概念：向包含酚酞ph指示劑的水添加碳酸鈣樣品。反應(yīng)產(chǎn)生co32-，其增加溶液ph。通過測(cè)量將溶液顏色改變?yōu)榘捣凵璧臅r(shí)間量，測(cè)定各樣品的溶解速度。根據(jù)以下程序用表15所指定的碳酸鈣顆粒類型進(jìn)行七個(gè)試驗(yàn)。程序1.將50mlh2o放入100ml燒杯中。2.將5滴1％酚酞放入水中。3.向燒杯添加攪拌子并開始攪拌溶液。4.稱重0.1g樣品。5.向水/指示劑溶液添加樣品并監(jiān)控時(shí)間。6.當(dāng)溶液達(dá)到正確的色度時(shí)，記錄時(shí)間。包含完全溶解的碳酸鈣樣品、水和指示劑溶液的燒杯用作目視比較以鑒定終點(diǎn)。結(jié)果：測(cè)試結(jié)果顯示于下表15中。通過偏振光顯微術(shù)將試驗(yàn)2、3、5和6中使用的碳酸鈣產(chǎn)物測(cè)定為80-90％球霰石，并產(chǎn)生指示快速溶解速率的ph值變化的快得多的速率。通過偏振光顯微術(shù)將試驗(yàn)7中使用的碳酸鈣產(chǎn)物測(cè)定為方解石，并顯示ph值變化的慢得多的速率。試劑級(jí)碳酸鈣顯示甚至慢于小的方解石產(chǎn)物的ph變化速率。這些溶解速率差異表明試驗(yàn)2、3、5和6中的材料是球霰石，因?yàn)樗娜芙舛雀哂诜浇馐１?5：碳酸鈣顆粒表面積/溶解度測(cè)試實(shí)施例21碳酸鈣酸不溶物測(cè)試取決于石膏來源，石膏可具有不同的化學(xué)雜質(zhì)。這些雜質(zhì)通常通過本發(fā)明方法，并且作為雜質(zhì)存在于最終產(chǎn)物硫酸銨和碳酸鈣中。當(dāng)存在于產(chǎn)物碳酸鈣中時(shí)，雜質(zhì)通常更有害，因?yàn)樘妓徕}的商業(yè)用途通常要求較純的碳酸鈣。使用實(shí)驗(yàn)室程序以測(cè)量產(chǎn)物碳酸鈣中不溶于稀鹽酸的化學(xué)雜質(zhì)。在上述實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)工場(chǎng)測(cè)試(例如實(shí)施例1-4)中制備的碳酸鈣產(chǎn)物中測(cè)定這種化學(xué)雜質(zhì)。測(cè)定不溶于酸的化學(xué)雜質(zhì)的結(jié)果顯示于表16。表16：不溶于酸的碳酸鈣雜質(zhì)測(cè)試樣品日期工藝酸不溶物(％樣品重量)4/24/14pm試驗(yàn)工場(chǎng)1.246/3/14實(shí)驗(yàn)室1.058/22/1412:30pm試驗(yàn)工場(chǎng)0.8828/22/143:05pm試驗(yàn)工場(chǎng)0.845這些樣品的作為雜質(zhì)的酸不溶物的平均重量百分比是1.00％。這些碳酸鈣樣品全部通過利用miller工廠石膏的實(shí)施方式1(示意圖1)的本發(fā)明兩階段、兩個(gè)反應(yīng)器方法而產(chǎn)生。認(rèn)為由于燃燒不同的煤炭，在來自其他發(fā)電廠的fgd石膏中不溶物將改變和增加或降低。利用x射線衍射分析雜質(zhì)，發(fā)現(xiàn)是亞氯酸鹽、高嶺石、鉀長石、云母、斜長石、黃鐵礦、石英和大部分是硫酸鋇的無定形材料的混合物。盡管只詳細(xì)描述了該發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，示例性實(shí)施方式中可進(jìn)行許多可能的變化和修飾，同時(shí)保留該發(fā)明的許多新穎和有利的特征。因此，意圖是以下權(quán)利要求覆蓋所有這些修飾和變化。當(dāng)前第1頁12