一種磷酸淤渣的綜合利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷酸淤渣的綜合利用方法，該方法采用鹽酸溶液浸取磷酸淤渣，浸出液用四氯化鈦溶液沉淀，經(jīng)分離、洗滌和干燥得到磷酸鈦產(chǎn)品；濾液加濃硫酸沉鈣，得到優(yōu)質硫酸鈣，沉鈣濾液在常壓下蒸發(fā)濃縮至FeCl3含量大于38%后得到氯化鐵溶液產(chǎn)品；本發(fā)明方法可有效利用磷酸淤渣中含有的有價成分，制取具有高附加值磷酸鈦、硫酸鈣和三氯化鐵產(chǎn)品，實現(xiàn)資源的二次利用，該法具有工藝流程簡單，設備要求簡單，操作容易、安全等特點。
【專利說明】一種磷酸淤渣的綜合利用方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬化工行業(yè)中二次資源利用的研究領域，具體為涉及濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的磷酸淤渣的綜合利用。

【背景技術】
[0002]磷酸淤渣是濕法磷酸生產(chǎn)過程中，由于蒸發(fā)濃縮和濕法磷酸陳化、澄清、貯存等過程中產(chǎn)生的繼沉淀鹽的混合物，主要成分為磷、鈣、鐵、鎂、鋁的氧化物或磷酸鹽等，其中含35 ?45% P205、15 ?20%Fe203、8 ?13%Ca0、5%左右 S042 —、3 ?5% F 及 3 ?5%K20 和 Na2O等，是一種很好的二次資源，可用于提取磷、鈣、鐵等有價元素，生成具有較高附加值的化工女口廣叩ο
[0003]在濕法磷酸的生產(chǎn)系統(tǒng)中，淤渣的存在使?jié)穹姿嵘a(chǎn)消耗上升，高品質濕法磷酸的產(chǎn)出量下降等。目前濕法磷酸生產(chǎn)企業(yè)主要將磷酸淤渣及帶有的磷酸一起返回生產(chǎn)系統(tǒng)實行封閉循環(huán)運行，但會導致磷酸料漿過濾困難，液相磷酸粘度偏高，過濾系統(tǒng)結垢堵塞等問題；其次是用于生產(chǎn)ΡΜΑΡ，但會導致產(chǎn)品太顆粒(> Imm)含量大幅增加，產(chǎn)品顏色不均勻等問題；或用于生產(chǎn)過磷酸鈣，但會導致過磷酸鈣轉化率低等問題。
[0004]本發(fā)明的目的就是開發(fā)一條將磷酸淤渣從濕法磷酸系統(tǒng)中分離后，直接利用磷酸淤渣生產(chǎn)具有較高附加值的化工產(chǎn)品，達到直接利用磷酸淤渣，從而減少磷酸淤渣對濕法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)和濕法磷酸利用的影響，提高濕法磷酸利用效率、降低成本的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸淤渣的綜合利用方法，該方法綜合利用磷肥工業(yè)副產(chǎn)物生產(chǎn)具有高附加值產(chǎn)品的工藝路線，達到資源綜合利用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟、節(jié)能減排目的。
[0006]本發(fā)明采用下列步驟來實現(xiàn):
Α、將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用；
B、對于A步驟得到的磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm，室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固(濾餅)液質量體積比1:2?1:4，然后加入4?611101/1的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應2?4小時，控制反應終點PH ( 1.0，反應結束后真空過濾分離得到浸出液；
C、對于B步驟得到的浸出液，在攪拌速度200?500rpm、室溫的條件下加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO43 一的摩爾數(shù)比為3:4，反應2?4小時，促進磷酸鈦沉淀的生成；
D.對于C步驟得到的混合物料，采用真空過濾分離固體物料，過濾后濾渣用固體物料體積2倍的水洗滌5次，然后于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品；
E.對于D步驟得到的濾液,在攪拌速度200?400rpm,自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和S042 —的摩爾數(shù)比為1:1，攪拌反應0.5?1.0小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至PH為6?7，于100°C干燥4小時得到優(yōu)質硫酸鈣產(chǎn)品；
F.對于E步驟得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品。
[0007]所述D步驟和E步驟中洗滌后洗液集中匯聚到洗滌槽中混合后，一部分直接返回浸出工序用于浸出液的配制，一部分經(jīng)石灰中和處理至中性后返回洗滌過程循環(huán)使用。
[0008]本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果:采用上述方案，可有效利用磷酸淤渣中含有的有價成分，制取具有高附加值磷酸鈦、硫酸鈣和三氯化鐵產(chǎn)品，實現(xiàn)資源的二次利用。該法具有工藝流程簡單，設備要求簡單，操作容易、安全等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0010]下面通過附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0011]實施例1:將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用；對于磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm、室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固(濾餅)液質量體積總比1:2，再加入5.0mol/1的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應2小時，控制反應終點PH ( 1.0，反應結束后真空過濾分離得到浸出液；在攪拌速度200rpm、室溫的條件下在浸出液中加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO/ —的摩爾數(shù)比為3:4，反應4小時，促進磷酸鈦沉淀的生成，然后采用真空過濾分離固體物料，過濾后濾渣用濾渣體積2倍的水洗滌5次，于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品。過濾得到的濾液，在攪拌速度200rpm，自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和S042 —的摩爾數(shù)比為1:1，攪拌反應0.5小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至pH為6?7，于100°C干燥4小時得到優(yōu)質硫酸鈣產(chǎn)品。分離硫酸鈣得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品(見圖1)。
[0012]樣品經(jīng)分析:磷酸鈦為非晶態(tài)產(chǎn)品，含Ti27.18%，P23.55%;硫酸鈣產(chǎn)品含量CaSO4.2H20 達到 98.62%,白度為 96.54% ;氯化鐵溶液含 FeCl3 41.53%。
[0013]實施例2:將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用；對于磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm、室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固(濾餅)液質量體積總比1:4，再加入4.0mol/1的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應4小時，控制反應終點PH ( 1.0,反應結束后真空過濾分離得到浸出液；在攪拌速度500rpm、室溫的條件下在浸出液中加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO43一的摩爾數(shù)比為3:4，反應2小時，促進磷酸鈦沉淀的生成，然后采用真空過濾分離固體物料，過濾后濾渣用濾渣體積2倍的水洗滌5次，于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品；過濾得到的濾液，在攪拌速度400rpm，自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和SO42 —的摩爾數(shù)比為1: 1，攪拌反應1.0小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至PH為6?7，于100°C干燥4小時得到優(yōu)質硫酸鈣產(chǎn)品。分離硫酸鈣得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品。
[0014]樣品經(jīng)分析:磷酸鈦為非晶態(tài)產(chǎn)品，含Ti27.16%，P23.50%,硫酸鈣產(chǎn)品含量CaSO4.2H20 達到 99.12%,白度為 97.33% ;氯化鐵溶液含 FeCl3 38.76%。
[0015]實施例3:將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用；對于磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm、室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固(濾餅)液質量體積總比1:3，再加入5.5mol/l的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應3小時，控制反應終點PH ( 1.0,反應結束后真空過濾分離得到浸出液；在攪拌速度300rpm、室溫的條件下于浸出液中加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO43一的摩爾數(shù)比為3:4，反應3小時，促進磷酸鈦沉淀的生成，然后采用真空過濾分離固體物料，過濾后濾渣用濾渣體積2倍的水洗滌5次，于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品；過濾得到的濾液，在攪拌速度300rpm，自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和S042 —的摩爾數(shù)比為1:1，攪拌反應0.5小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至PH為6?7，于100°C干燥4小時得到優(yōu)質硫酸鈣產(chǎn)品。分離硫酸鈣得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品。
[0016]樣品經(jīng)分析:磷酸鈦為非晶態(tài)產(chǎn)品，含Ti27.20%, P23.49%，硫酸鈣產(chǎn)品含量CaSO4.2H20 達到 97.48%,白度為 95.68% ;氯化鐵溶液含 FeCl3 40.12%。
[0017]實施例4:將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用；對于磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm、室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固(濾餅)液質量體積總比1:2，再加入6.0mol/1的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應4小時，控制反應終點PH ( 1.0，反應結束后真空過濾分離得到浸出液；在攪拌速度400rpm、室溫的條件下于浸出液中加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO/ —的摩爾數(shù)比為3:4，反應2小時，促進磷酸鈦沉淀的生成，然后采用真空過濾分離固體物料，過濾后濾渣用濾渣體積2倍的水洗滌5次，于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品。過濾得到的濾液，在攪拌速度250rpm，自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和SO42 —的摩爾數(shù)比為1: 1，攪拌反應0.75小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至PH為6?7，于100°C干燥4小時得到優(yōu)質硫酸鈣產(chǎn)品。分離硫酸鈣得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品。
[0018]樣品經(jīng)分析:磷酸鈦為非晶態(tài)產(chǎn)品，含Ti27.25%，P23.51%，硫酸鈣產(chǎn)品含量CaSO4.2H20 達到 98.85%,白度為 97.69% ;氯化鐵溶液含 FeCl3 39.47%。
【權利要求】
1.一種磷酸淤渣的綜合利用方法，其特征在于經(jīng)過下列步驟: A、將含有濕法磷酸的酸渣混合物采用板框壓濾機壓濾分離，得到磷酸淤渣濾餅，濾液作為濕法磷酸使用； B、對于A步驟得到的磷酸淤渣濾餅，在攪拌速度為400rpm、室溫的條件下加入到預先已加入水的反應器中，保持固液質量體積比1:2?1:4，然后加入4?611101/1的鹽酸溶液，于自然溫度條件下反應2?4小時，控制反應終點pH < 1.0，反應結束后真空過濾分離得到浸出液； C、對于B步驟得到的浸出液，在攪拌速度200?500rpm、室溫的條件下加入四氯化鈦溶液，使體系中的Ti4+和PO43 一的摩爾數(shù)比為3:4，反應2?4小時，促進磷酸鈦沉淀的生成； D、對于C步驟得到的混合物料，采用真空過濾分離，過濾后濾渣用濾渣體積2倍的水洗滌5次，然后于120°C干燥6小時得到磷酸鈦產(chǎn)品； E、對于D步驟得到的濾液,在攪拌速度200?400rpm、自然溫度條件下加入濃硫酸沉鈣，使體系中的Ca2+和S042 —的摩爾數(shù)比為1:1，攪拌反應0.5?1.0小時后真空過濾，濾餅用水洗滌至pH為6?7，于100°C干燥4小時得到硫酸鈣產(chǎn)品； F、對于E步驟得到的濾液，在常壓下蒸發(fā)濃縮，至溶液中FeCl3含量大于38%時，停止蒸發(fā)，冷卻得到氯化鐵溶液產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的磷酸淤渣的綜合利用方法，其特征在于:所述D步驟和E步驟中洗滌后洗液集中匯聚到洗滌槽中混合后，一部分直接返回浸出工序用于浸出液的配制，一部分經(jīng)石灰中和處理至中性后返回洗滌過程循環(huán)使用。
【文檔編號】C01F11/46GK104310364SQ201410533539
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權日:2014年10月11日
【發(fā)明者】蘇毅, 張瓊, 李國斌, 胡亮, 李滬萍, 羅康碧 申請人:昆明理工大學