專利名稱：副產(chǎn)石膏低溫條件下生產(chǎn)硫酸的方法
副產(chǎn)石裔低溫條件下生產(chǎn)硫酸的方法 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種在低溫條件下利用石裔，特別針對(duì)副產(chǎn)石奢(包括磷石嗇、氟石膏、煙氣脫硫石裔等)制取硫酸的方法。
技術(shù)背景磷石胥是濕法磷酸生產(chǎn)項(xiàng)目產(chǎn)生的廢渣，廢渣主要成分為 CaS02，2H20以及磷酸鹽等物質(zhì)，如果長(zhǎng)期堆存，對(duì)地下水造成一定 的污染隱患。由于磷石裔廢渣在國(guó)內(nèi)還沒有合理有效的處置方式， 在沒有開發(fā)出綜合利用之前，濕法磷酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢渣只有采 取露天堆存方式，日積月累，現(xiàn)已堆成多座黑壓壓的大山，對(duì)環(huán)境 影響非常大。氟石裔是化工石膏的一種，是氟化鈣用硫酸處理制 取氫氟酸后的殘?jiān)?，再用石灰中和過量的硫酸所得到的廢渣，目前 也沒有很好的利用。煙氣脫硫石裔在我國(guó)的數(shù)量也越來越大，目前 利用的情況也不是很理想。另一方面，我國(guó)每年需要進(jìn)口大量的硫磺生產(chǎn)硫酸，我國(guó)2007 年進(jìn)口硫磺近1000萬噸，占到世界產(chǎn)量的三分之一強(qiáng)。硫磺的價(jià) 格一路看漲，嚴(yán)重的影響了下游以硫酸為原料企業(yè)的效益。因此用副產(chǎn)石裔生產(chǎn)硫酸，不但節(jié)約了寶貴的資源；治理了 環(huán)境污染；同時(shí)對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的安全起到保護(hù)作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在低溫條件下利用石嗇，特別針對(duì)副產(chǎn)石裔(包括磷石嗇、氟石膏、煙氣脫硫石嗇等)制取硫酸的方法。 本發(fā)明是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的一，首先利用石裔(包括磷石裔、氟石奢、煙氣脫硫石嗇等)制 取硫酸銨1. 石嗇與碳銨反應(yīng)(也可以使用氨與二氧化碳的混合溶液反應(yīng))， 生成碳酸鈣和硫酸銨混合溶液；過濾分離碳酸鈣沉淀及其它雜質(zhì) 沉淀，可作為生成水泥的原料使用；過濾的液體為含硫酸銨的料 液；2. 過濾的含硫酸銨的料液可以蒸發(fā)濃縮，得硫酸銨含量為30%—90% 的硫酸銨料液或液固混合料液；3. 過濾后的含硫酸銨的料液也可以蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得硫酸銨固 體；二，以磷酸為反應(yīng)中間體，分解硫酸銨制三氧化硫和硫酸1. 在含有硫酸銨的料液里加入磷酸，反應(yīng)式2H3P04 + (NH4)2S04 — 2NH4H2P04 + S03 t + H20 反應(yīng)溫度控制在40°C——100。C之間；加入的磷酸與硫酸銨的摩爾比為2—2.5: 1;磷酸的量多于理論需求量，便于硫酸銨反 應(yīng)轉(zhuǎn)化成磷酸一銨；加入的磷酸的濃度為30%—-100%之間；反 應(yīng)放出的三氧化硫經(jīng)稀硫酸吸收制得工業(yè)級(jí)濃硫酸；2. 反應(yīng)結(jié)束后冷卻得晶體，過濾分離得磷酸一銨固體；過濾料液再加入磷酸和硫酸銨料液后循環(huán)使用；3. 也可以用濃磷酸(濃度85%--100%)與固體硫酸銨反應(yīng)，反應(yīng)溫 度控制在40°C-—90'C之間，加入的磷酸與硫酸銨的摩爾比為 2—2.5: 1 ;磷酸的量多于理論需求量，便于硫酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化 成磷酸一銨；反應(yīng)放出的三氧化硫經(jīng)稀硫酸吸收制得工業(yè)級(jí)濃硫 酸；三，磷酸及氨的循環(huán)利用1. 過濾分離出來的磷酸一銨固體加熱分解，當(dāng)加熱到磷酸一銨熔點(diǎn)溫度19(TC以上時(shí)分解失去氨和水，分解成磷酸和 偏磷酸銨;磷酸在213'C以上失去1 / 2水，分解成焦磷酸; 偏磷酸銨在220'C 440'C范圍生成偏磷酸并放出氨氣；反 應(yīng)溫度可以控制在190°C-—-440'C之間(優(yōu)選溫度控制在 220'C 30(rC之間)；反應(yīng)放出的氨回收后用于石膏制取 硫酸銨；分解得到的磷酸、焦磷酸及偏磷酸與水形成磷酸 后回用于分解硫酸銨制三氧化硫；2. 濃磷酸(濃度85%~100%)與固體硫酸銨反應(yīng)，放出三氧 化硫反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)升高溫度，控制溫度在19(TC ——44(TC之間(優(yōu)選溫度控制在22(TC 30(rC之間)；反 應(yīng)放出的氨回收后用千石裔制取硫酸銨；分解得到的磷 酸、焦磷酸及偏磷酸與水形成磷酸后回用于分解硫酸銨制 三氧化硫；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1. 設(shè)備投資低；2. 生產(chǎn)硫酸的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硫磺制硫酸工藝的成本；3. 為大量的副產(chǎn)石膏找到了理想出路；避免了環(huán)境污染；保障 磷化工行業(yè)的健康發(fā)展。
權(quán)利要求
1、一種在低溫條件下利用石膏，特別針對(duì)副產(chǎn)石膏(包括磷石膏、氟石膏、煙氣脫硫石膏等)制取硫酸的方法，其特征在于以磷酸為反應(yīng)中間體，分解硫酸銨制三氧化硫和硫酸。磷酸及氨循環(huán)循環(huán)使用。加入的磷酸的濃度為30％---100％之間，加入的磷酸與硫酸銨的摩爾比為2-2.5∶1。
2、 如權(quán)利1所述的方法，其特征在于反應(yīng)溫度控制在4(TC-—100 'C之間，反應(yīng)放出的三氧化硫經(jīng)稀硫酸吸收制得工業(yè)級(jí)濃硫酸。
3、 如權(quán)利1所述的方法，反應(yīng)結(jié)束后冷卻得晶體，過濾分離得磷 酸一銨固體，過濾料液再加入磷酸和^S酸銨料液后循環(huán)使用。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于過濾分離出來的磷酸一 銨固體加熱分解，反應(yīng)溫度可以控制在190'C——440'C之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，反應(yīng)放出的氨回收后用于石嗇制取 硫酸銨。分解得到的磷酸、焦磷酸及偏磷酸與水形成磷酸后回 用于分解硫酸銨制三氧化硫。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用濃磷酸(濃度 85%~100%)與固體硫酸銨反應(yīng)。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于濃磷酸(濃度85%--100%) 與固體硫酸銨反應(yīng)，放出三氧化硫反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)升高溫度， 控制溫度在19(TC—--44(TC之間。反應(yīng)放出的氨回收后用于石 奇制取硫酸銨；分解得到的磷酸、焦磷酸及偏磷酸與水形成磷 酸后回用于分解硫酸銨制三氧化硫。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在低溫條件下利用石膏，特別針對(duì)副產(chǎn)石膏(包括磷石膏、氟石膏、煙氣脫硫石膏等)制取硫酸的方法。石膏首先制取硫酸銨，再以磷酸為反應(yīng)中間體，分解硫酸銨制三氧化硫和硫酸。磷酸及氨循環(huán)使用。本發(fā)明設(shè)備投資低，生產(chǎn)硫酸的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硫磺制硫酸工藝的成本。為大量的副產(chǎn)石膏找到了理想出路；避免了環(huán)境污染；保障了磷化工行業(yè)的健康發(fā)展。
文檔編號(hào)C01B17/00GK101224874SQ20081000818
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者劉麗翠, 劉長(zhǎng)飛, 麗 李, 王慶杰, 煒 秦, 韓明漢 申請(qǐng)人:劉長(zhǎng)飛