專利名稱：一種低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以石膏為主要原料低溫制備硫酸方法，尤其涉及一種以 石膏為主要原料低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣方法。
背景技術(shù)：
硫酸用途廣泛，是化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。它不僅作為許多化工產(chǎn)品 的原料，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、冶金業(yè)、石油化工等行業(yè)，而且還廣泛地應(yīng)用于其他 的國民經(jīng)濟(jì)部門，隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，對硫酸的需求日益增加，硫酸市場 出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，硫酸價(jià)格上漲較快。
目前生產(chǎn)硫酸的方法是采用煅燒硫鐵礦或燃燒單質(zhì)硫，生成二氧化硫氣 體，經(jīng)除塵、凈化后的氣體通過礬觸媒氧化后得三氧化硫氣體，經(jīng)吸收制得 硫酸。該方法消耗硫鐵礦和硫礦等不可再生資源，反應(yīng)溫度高，因此耗能高， 同時(shí)需要耗費(fèi)大量的成本，而且生產(chǎn)過程中粉塵污染嚴(yán)重，環(huán)保壓力大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，以提高 石膏的利用率，降低硫酸的生產(chǎn)成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案在于 一種低溫制備硫酸 聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，包括如下步驟
(1)向氨水中通入二氧化碳?xì)?，保證其壓力在1.1-1.5個(gè)大氣壓內(nèi)，制得 碳酸銨溶液；將石膏加入碳酸銨溶液，在40 6(TC條件下反應(yīng)1 5小時(shí)，然 后過濾，將濾渣經(jīng)洗滌干燥得到超細(xì)碳酸鈣，濾液硫酸銨溶液備用；2NH3*H20+C02 - (NH4)2C03 + H20
(NH4)2C03+CaS04 - CaC03 + (NH4)2S04
(2) 將硫酸銨溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶得到固體硫酸銨；
(3) 將固體硫酸銨與過量10 30%的氧化鐵均勻混合，在250 40(TC條件 下反應(yīng)，產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)使用用于步驟(1)制備氨水，反應(yīng)結(jié)束后得到 固體硫酸鐵；
3(NH4)2S04+Fe203 - Fe2 (S04)3 + 6NH3t +3H20
(4) 在500 700。C條件下煅燒硫酸鐵使其分解，生成的三氧化硫氣體經(jīng)吸 收得到硫酸，生成的氧化鐵回收用于歩驟(3)制備硫酸鐵。
Fe2(S04)3 - Fe203+3S03t
S03+ H20 - H2S。4
所述的石膏為為天然石膏或者副產(chǎn)石膏。
本發(fā)明以石膏為主要原料代替硫鐵礦或硫礦制備硫酸，由于我國天然石 膏資源儲量豐富，同時(shí)隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，另外，各類工業(yè)副產(chǎn)石膏 被作為廢棄物排放數(shù)量急劇增加，因此石膏作為主要原料比較易得，從而降 低了硫酸的生產(chǎn)成本，而且本發(fā)明的反應(yīng)溫度最高只有70(TC，易于控制，能 源消耗低，符合國家節(jié)能降耗、綜合利用的要求；本發(fā)明方法中的生產(chǎn)物氨 氣、氧化鐵經(jīng)回收后可以循環(huán)使用，在很大程度上降低了生產(chǎn)成本。另外， 本發(fā)明生產(chǎn)過程中副產(chǎn)了超細(xì)碳酸鈣，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，本發(fā) 明具有很好的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，易于推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的工藝流程圖如圖l所示，向氨水中通入二氧化碳?xì)馍商妓徜@， 再向碳酸銨中加入石膏反應(yīng)，多余的氨水分解成氨氣進(jìn)行回收，產(chǎn)生的沉淀
經(jīng)過濾，洗滌，干燥得到超細(xì)碳酸鈣；將濾液濃縮，結(jié)晶得到固體硫酸銨； 將固體硫酸銨與過量的氧化鐵粉混合反應(yīng)，逸出的氨氣進(jìn)行回收，得到硫酸 鐵與多余氧化鐵的混合物；將混合物進(jìn)行煅燒，得到的氧化鐵回收用于制備 硫酸鐵，逸出的三氧化硫氣體用水吸收得到稀硫酸，將稀硫酸循環(huán)吸收三氧 化硫得到濃硫酸或者發(fā)煙硫酸。以上回收的氨氣可以用于制備氨水，生成的 氧化鐵可以循環(huán)使用。 實(shí)施例1
(1) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的氨水，啟動攪拌通入二氧化碳?xì)?，通過減 壓閥調(diào)整二氧化碳的壓力為l.l個(gè)大氣壓，加入計(jì)算量的石膏，保證氨水過量 10%使石膏反應(yīng)充分，保持溫度4(TC，攪拌反應(yīng)2.5小時(shí)。反應(yīng)過程逸出的氨 氣回收用于制備氨水，反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾餅經(jīng)干燥即得超細(xì)碳酸鈣，將濾 液硫酸銨溶液打入儲槽備用，將儲槽中硫酸銨溶液進(jìn)行濃縮、結(jié)晶，制得硫 酸銨固體備用；
(2) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的硫酸銨固體，并加入過量10%的氧化鐵粉， 攪拌均勻，保證反應(yīng)溫度25(TC，逸出的氣體進(jìn)入氨回收系統(tǒng)吸收后回用，反 應(yīng)結(jié)束后淡黃色的固體即是固體硫酸鐵，固體儲存與料倉備用；
(3) 取硫酸鐵料倉里的物料升溫至50(TC進(jìn)行煅燒，使硫酸鐵分解，生 成的三氧化硫氣體進(jìn)硫酸吸收系統(tǒng)，用水或稀硫酸吸收即得硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 98%),生成的固體氧化鐵返回硫酸鐵制備用。實(shí)施例2
(1) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的氨水，啟動攪拌通入二氧化碳?xì)?，通過減
壓閥調(diào)整二氧化碳的壓力為1.4個(gè)大氣壓，加入計(jì)算量的石膏，保證氨水過量 15%使石膏反應(yīng)充分，保持溫度5(TC，攪拌反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)過程逸出的氨氣 回收用于制備氨水。反應(yīng)結(jié)束過濾，濾餅經(jīng)干燥即得超細(xì)碳酸鈣，將濾液硫 酸銨溶液打入儲槽備用。將儲槽中硫酸銨溶液進(jìn)行濃縮、結(jié)晶，制得硫酸銨 固體備用；
(2) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的硫酸銨固體，并加入過量20%的氧化鐵粉， 攪拌均勻，保證反應(yīng)溫度30(TC，逸出的氣體進(jìn)入氨回收系統(tǒng)吸收后回用，反 應(yīng)結(jié)束后淡黃色的固體即是固體硫酸鐵，固體儲存與料倉備用，-
(3) 取硫酸鐵料倉里的物料升溫至600。C進(jìn)行煅燒，使硫酸鐵分解，生 成的三氧化硫氣體進(jìn)硫酸吸收系統(tǒng)，用水或稀硫酸吸收即得硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 98%),生成的固體氧化鐵返回硫酸鐵制備用。
實(shí)施例3
(1) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的氨水，啟動攪拌通入二氧化碳?xì)?，通過減 壓閥調(diào)整二氧化碳的壓力為1.5個(gè)大氣壓，加入計(jì)算量的石膏，保證氨水過量 20%使石膏反應(yīng)充分，保持溫度60。C，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)過程逸出的氨氣 回收用于制備氨水。反應(yīng)結(jié)束過濾，濾餅經(jīng)干燥即得超細(xì)碳酸鈣，將濾液硫 酸銨溶液打入儲槽備用。將儲槽中硫酸銨溶液進(jìn)行濃縮、結(jié)晶，制得硫酸銨 固體備用；
(2) 向反應(yīng)槽內(nèi)加入一定量的硫酸銨固體，并加入過量30%的 化鐵粉， 攪拌均勻，保證反應(yīng)溫度35(TC，逸出的氣體進(jìn)入氨回收系統(tǒng)吸收后回用，反應(yīng)結(jié)束后淡黃色的固體即是固體硫酸鐵，固體儲存與料倉備用；
(3)取硫酸鐵料倉里的物料升溫至65(TC進(jìn)行煅燒，使硫酸鐵分解，生 成的三氧化硫氣體進(jìn)硫酸吸收系統(tǒng)，用水或稀硫酸吸收即得硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 98%)，生成的固體氧化鐵返回硫酸鐵制備用。
權(quán)利要求
1、一種低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將石膏加入碳酸銨溶液，反應(yīng)1～5小時(shí)，過濾，將濾渣經(jīng)洗滌干燥得到超細(xì)碳酸鈣，濾液硫酸銨溶液備用；(2)將硫酸銨溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶得到固體硫酸銨；(3)將固體硫酸銨與過量的氧化鐵反應(yīng)，產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)使用，反應(yīng)結(jié)束后得到固體硫酸鐵；(4)煅燒硫酸鐵使其分解，生成的三氧化硫氣體經(jīng)吸收得到硫酸，生成的氧化鐵回收用于步驟(3)制備硫酸鐵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征 在于所述的二氧化碳?xì)獾膲毫?. 1-1. 5個(gè)大氣壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征 在于步驟(1)所述的碳酸銨溶液由氨水中通入二氧化碳?xì)庵频谩?br> 4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征在于所述步驟(1)的溫度為40 6(TC。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征在于所述的石膏為天然石膏或者副產(chǎn)石膏。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法， 其特征在于所述步驟(3)的氧化鐵過量10 30%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法， 其特征在于所述步驟(3)的反應(yīng)溫度為250 400"C。
8、根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法， 其特征在于所述步驟(4)的煅燒溫度為500 700。C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫制備硫酸聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的方法，包括如下步驟1.將石膏加入碳酸銨溶液，反應(yīng)1～5小時(shí)，過濾，將濾渣經(jīng)洗滌干燥得到超細(xì)碳酸鈣，濾液硫酸銨溶液備用；2.將硫酸銨溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶得到固體硫酸銨；3.將固體硫酸銨與過量的氧化鐵反應(yīng)，產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)使用，反應(yīng)結(jié)束后得到固體硫酸鐵；4.煅燒硫酸鐵使其分解，生成的三氧化硫氣體經(jīng)吸收得到硫酸，生成的氧化鐵回收用于步驟3制備硫酸鐵。本發(fā)明采用比較易得的石膏為原料制備硫酸，降低了硫酸的生產(chǎn)成本，而且本發(fā)明的反應(yīng)溫度最高只有700℃，易于控制，能源消耗低；另外，本發(fā)明在生產(chǎn)過程中副產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣。
文檔編號C01B17/00GK101676212SQ20081014138
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者劉海霞, 梅 張, 張運(yùn)祥, 潔 李, 楊華春, 皇甫根利, 閆春生 申請人:多氟多化工股份有限公司