用硝酸分解磷矿副产物硝酸钙制造硝酸钠的方法

摘要

本发明公开了一种用硝酸分解磷矿副产的硝酸钙制造硝酸钠的方法，该方法包括：①复分解：即将硝酸钙与后工序的石膏滤渣洗涤液、返回的硝酸钠母液混合后，在搅拌下加入硫酸钠进行复分解，过滤出生成的二水石膏，用清水洗涤，洗液返回；生成的硝酸钠留在滤液之中；②净化除钙：即在上一步滤液中加入石粉和纯碱中和，加热至沸，过滤，将碳酸钙滤出，烘干后制得肥料级磷酸氢钙；③蒸发结晶分离：即将上一步的中和滤液送入双效蒸发器进行浓缩，之后进行冷却结晶，得到硝酸钠晶浆；再将硝酸钠晶浆加入离心分离机，分离得到硝酸钠产品。本发明的方法可将冷冻法硝酸磷肥装置排出的废渣硝酸钙转化为硝酸钠产品，具有良好经济效益和环保效益。

权利要求

1.一种用硝酸分解磷矿副产的硝酸钙制造硝酸钠的方法，其特征包括：第一步 复分解

将硝酸钙与后工序的石膏滤渣洗涤液、返回的硝酸钠母液混合后加入复分解槽，在搅拌下加入硫酸钠进行复分解，发生以下反应：

5Ca(NO3)2+20H2O+5Na2SO4→5CaSO4·2H2O+10NaNO3+10H2O将反应产物过滤，滤出生成的二水石膏，用清水洗涤，洗液返回；生成的硝酸钠留在本工序的滤液之中；

第二步 净化除钙

在上一步的滤液中加入石粉和纯碱，中和至pH～7.0，发生以下反应：Ca(H2PO4)2+Na2CO3→CaHPO4+2NaNO3+CO2↑加热至沸并保持0.5h，进行过滤，将碳酸钙滤出，烘干后制得肥料级磷酸氢钙；

第三步 蒸发结晶分离

将上一步净化除杂的中和滤液送入常规双效蒸发器进行蒸发浓缩，至其质量分数达到60％～70％后送入结晶器进行冷却结晶，得到硝酸钠晶浆；再将硝酸钠晶浆加入离心分离机，分离得到硝酸钠产品；母液返回第一步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第一步中，复分解温度为50℃～60℃；反应时间为1～2h。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第二步中，所用石粉与纯碱的比例为3∶1。

说明书

技术领域

本发明涉及钙的硝酸盐，也涉及用钙盐复分解制备的硝酸钠，具体来说，属于用硝酸分解磷矿副产的硝酸钙制造硝酸钠的方法。

背景技术

硝酸分解磷矿，并通过冷冻法或混酸法生产硝酸磷肥，已经是人所共知的技术，马步真在“硝酸磷肥的生产现状与发展”(《河南化工》2001年第6期5-7页)一文中介绍了硝酸磷肥的生产现状，分析了冷冻法和混酸法的工艺特点。所谓冷冻法，就是采用冷冻结晶，从磷矿的硝酸分解液中以四水硝酸钙结晶形态分离多余钙的方法。作为副产物的硝酸钙，一直没有较多的利用方法，因此多被作为肥料或转化为硝酸铵。迄今为止，尚无以硝酸磷肥副产硝酸钙制造硝酸钠的工艺报导，也无相关的专利申请。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用硝酸分解磷矿副产的硝酸钙制造硝酸钠的方法，使硝酸钙转换成为用途较为广泛的硝酸钠。
为达到上述发明目的，发明人经过试验研究，探索出以下的工艺方法：
第一步  复分解
将硝酸钙与后工序的石膏滤渣洗涤液、返回的硝酸钠母液混合后加入复分解槽，在搅拌下加入硫酸钠进行复分解，发生以下反应：
5Ca(NO3)2+20H2O+5Na2SO4→5CaSO4·2H2O+10NaNO3+10H2O
将反应产物过滤，滤出生成的二水石膏，用清水洗涤，洗液返回；生成的硝酸钠留在本工序的滤液之中；
第二步  净化除杂
在上一步的滤液中加入石粉和纯碱，中和至pH～7.0，发生以下主反应：
Ca(H2PO4)2+Na2CO3→CaHPO4↓+2NaNO3+CO2↑
Mg(H2PO4)2+Na2CO3→MgHPO4↓+2NaNO3+CO2↑
与此同时，滤液中铁、铝等杂质也同时沉淀，加热至沸并保持0.5h，进行过滤，将沉淀物滤出，烘干后制得肥料级磷酸氢钙；
第三步  蒸发结晶分离
将上一步净化除杂的中和滤液送入常规双效蒸发器进行蒸发浓缩，至其质量分数达到60％～70％后送入结晶器进行冷却结晶，得到硝酸钠晶浆；最后将硝酸钠晶浆加入离心分离机，分离得到硝酸钠产品；母液返回第一步。
上述工艺的第一步中，复分解温度为50℃～60℃；反应时间为1～2h。
上述工艺的第二步中，所用石粉与纯碱的比例为3∶1。
本发明提供的方法，可将冷冻法硝酸磷肥装置排出的硝酸钙转化为硝酸钠产品，具有良好经济效益和环保效益。

附图说明

附图为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例：采用本发明的用硝酸分解磷矿副产物硝酸钙生产硝酸钠：
第一步  复分解
经过冷冻得到的副产物硝酸钙的组成如下：
  成分   P2O5   CaO   MgO   F   N   含量/％1号   1.62   21.99     0.12   6.03   2号   1.65   19.7     0.13   5.36

[0024]   3号   0.31   22.22   0.56   0.22   12.44   4号   0.79   22.54   1.36   0.21   10.89将硝酸钙与后工序的石膏滤渣洗涤液、返回的硝酸钠母液混合后加入复分解槽，在搅拌下加入硫酸钠，在50℃～60℃下进行复分解，反应1～2h；之后将反应产物过滤，滤出生成的二水石膏，用清水洗涤，洗液返回；生成的硝酸钠留在本工序的滤液之中；
第二步  净化除杂
在上一步的滤液中加入石粉和纯碱，所用石粉与纯碱的比例为3∶1，中和至pH～7.0，加热至沸并保持0.5h，进行过滤，将沉淀物滤出，烘干后制得肥料级磷酸氢钙；
第三步  蒸发结晶分离
将上一步净化除杂的中和滤液送入常规双效蒸发器进行蒸发浓缩，至其质量分数达到60％～70％后送入结晶器进行冷却结晶，得到硝酸钠晶浆；最后将硝酸钠晶浆加入离心分离机，分离得到硝酸钠产品；母液返回第一步。