一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法

摘要

本发明涉及了一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法。本发明所用的磷石膏二水硫酸钙品位低，来源广泛，不需经过酸处理除杂，通过简单的浮选脱硅，提高磷石膏的品位去除大量的杂质，通过煅烧、洗涤活化、水压热工艺制备半水硫酸钙晶须。工艺流程简单，原料来源广泛，生产成本低，环境影响小；所获得的半水硫酸钙晶须具有纯度高、长径比大、形态均匀、晶形稳定等特点，具有较好的工业应用价值。

权利要求

1.一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，其特征在于：(1)磷石膏经过脱硅、脱水得到精制磷石膏原料；

(2)将精制磷石膏煅烧脱水生成半水石膏粉；

(3)将半水石膏粉，加入一定量水进行洗涤活化，控制搅拌时间为0.5～2h，洗涤至滤液pH为5～6；

(4)将洗涤活化后的磷石膏与水配制固体质量浓度为1％～5％料浆，加入助晶剂，在

125℃～140℃条件下进行水热反应4～6h；

(5)将反应料浆，进行过滤分离、干燥，得到半水硫酸钙晶须；

步骤2所述煅烧温度为130℃～160℃，煅烧时间2～6h；

步骤5所述半水硫酸钙晶须直径为0.1～1μm，长度为50～300μm，长径比为50～500。

2.根据权利要求1所述的一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤1所述的磷石膏为湿法磷酸生产副产的二水硫酸钙。

3.根据权利要求1所述的一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤1所述的精制磷石膏的二水硫酸钙含量大于95％，二氧化硅含量小于2％。

4.根据权利要求1所述的一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤4所述的助晶剂为十二烷基硫酸钠，其用量为活化石膏质量的1％～5％。

说明书

一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，属于工业固体废弃物资源化综合利用的技术领域。

背景技术

[0002] 磷石膏是湿法生产磷酸过程中的副产物。随着国内外对高浓度磷复肥需求的不断增长，促进了湿法磷酸工业的发展，也产生了更多的磷石膏。同时随着磷化学工业对磷矿资源需求的增加，富矿的不断消耗，磷酸装置对磷矿石原料P2O5品位越降越低，杂质含量范围越来越高，所产生的磷石膏品位也逐渐下降。目前国内湿法磷酸副产磷石膏的纯度一般保持在75％～85％左右，远低于以前所生产的磷石膏。因此，对磷石膏的资源化综合利用具有很重要的资源和环境意义。

[0003] 硫酸钙晶须由于高长径比，形态均匀，是一种性能优良、价格低廉的功能性材料，在塑料、陶瓷、造纸、摩擦材料、保温材料等领域均有广阔的应用前景。以中低品位磷石膏代替天然石膏制备硫酸钙晶须，不仅保护了不可再生资源，而且有效综合利用了工业固体废弃物。

[0004] 公开号为CN102115142A中国发明专利，公开了一种工业硫酸钙的制备方法。该方法以磷石膏为原料，先水洗去除可溶性杂质，再利用过量盐酸去除不溶性磷酸盐和其他不溶性杂质，最后过滤分离得到提纯后的工业硫酸钙。改方法需要使用过量的盐酸去除磷石膏中的二氧化硅，以提高磷石膏中二水硫酸钙的含量。公开号为CN104562180A中国发明专利，公开了一种用磷石膏制备硫酸钙晶须的方法。该方法以磷石膏矿粉与稀酸，在一定温度下反应，将磷石膏中的二水硫酸钙完全溶于稀酸中，再通过降温使二水硫酸钙重结晶的方法制备硫酸钙晶须。该方法需要大量酸浸出，对设备腐蚀严重，晶化反应时间长，同时后续获得的产品pH较低需要大量的工艺水进行洗涤，对环境影响较大。

发明内容

[0005] 为了解决上述现有技术中存在的技术缺陷。本发明利用的磷石膏二水硫酸钙品位低，来源广泛，不需经过酸处理除杂，通过简单的浮选脱硅，提高磷石膏的品位去除大量的杂质，通过煅烧、洗涤活化、水压热工艺制备半水硫酸钙晶须。工艺流程简单，原料来源广泛，生产成本低，环境影响小；所获得的半水硫酸钙晶须具有纯度高、长径比大、形态均匀、晶形稳定等特点，具有较好的工业应用价值。

[0006] 本发明一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法是通过以下述技术方案予以实现，其包含以下工艺流程：

[0007] (1)磷石膏经过脱硅、脱水得到精制磷石膏原料。

[0008] (2)将精制磷石膏煅烧脱水生成半水石膏粉。

[0009] (3)将半水石膏粉，加入一定量水进行洗涤活化，控制搅拌时间为0.5～2h，洗涤至滤液pH为5～6。

[0010] (4)将洗涤活化后的磷石膏与水配制固体质量浓度为1％～5％料浆，加入助晶剂，在125℃～140℃条件下进行水热反应4～6h。

[0011] (5)将反应料浆，进行过滤分离、干燥，得到半水硫酸钙晶须。

[0012] 步骤1所述的磷石膏为湿法磷酸生产副产的二水硫酸钙。

[0013] 步骤1所述的精制磷石膏的二水硫酸钙含量大于95％，二氧化硅含量小于2％。

[0014] 步骤2所述煅烧温度为130℃～160℃，煅烧时间2～6h。

[0015] 步骤4所述的助晶剂为十二烷基硫酸钠，其用量为活化石膏质量的1～5％。

[0016] 步骤5所述半水硫酸钙晶须直径为0.1～1μm，长度为50～300μm，长径比50～500。

[0017] 由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：1)磷石膏浮选脱硅，不需酸处理除杂，节约了消耗，降低了对环境和设备的影响，同时有利于中低品位磷石膏资源化利用磷石膏；2)通过煅烧、洗涤活化能获得较好的前驱原料，为后续合成半水硫酸钙晶须创造低粒径、形态均匀技术条件；3)合成的半水硫酸钙晶须纯度和白度高，晶须长径比大。

具体实施方式

[0018] 一种磷石膏制备半水硫酸钙晶须的方法，包含以下特征工艺：

[0019] (1)磷石膏经过脱硅、脱水得到精制磷石膏原料。

[0020] (2)将精制磷石膏煅烧脱水生成半水石膏粉。

[0021] (3)将半水石膏粉，加入一定量水进行洗涤活化，控制搅拌时间为0.5～2h，洗涤至滤液pH为5～6。

[0022] (4)将洗涤活化后的磷石膏与水配制固体质量浓度为1～5％料浆，加入助晶剂，在125℃～140℃条件下进行水热反应4～6h。

[0023] (5)将反应料浆，进行过滤分离、干燥，得到半水硫酸钙晶须。

[0024] 步骤1所述的磷石膏为湿法磷酸生产副产的二水硫酸钙。

[0025] 步骤1所述的精制磷石膏的二水硫酸钙含量大于95％，二氧化硅含量小于2％。

[0026] 步骤2所述煅烧温度为130℃～160℃，煅烧时间2～6h。

[0027] 步骤4所述的助晶剂为十二烷基硫酸钠，其用量为活化石膏质量的1～5％。

[0028] 步骤5所述半水硫酸钙晶须直径为0.1～1μm，长度为50～300μm，长径比50～500。

[0029] 下面通过具体实例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，所用的实施例，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。

[0030] 实施案例1.

[0031] 取云南天安化工有限公司的磷酸装置生产磷石膏200g，矿物化学成分为：

[0032]主要成分 二水硫酸钙(％) 二氧化硅(％) 白度
分析结果 83.26 13.76 83.4

[0033] 添加600g工艺水使得磷石膏矿浆浓度25％，经过1次粗选和2次精选后获得156g二水硫酸钙品位为97.22％，二氧化硅品位为1.65％的精制磷石膏，取精制磷石膏放置马弗炉中煅烧，煅烧温度为140℃，煅烧时间为4h，煅烧后的半水石膏加入600g工艺水进行搅拌洗涤活化，搅拌1h，滤液pH为5.20，取50g洗涤活化后的磷石膏，加入950g工艺水，配成固体质量浓度为5％料浆，加入1g十二烷基硫酸钠，转移至水热反应釜中，在135℃条件下加热4h，反应完后进行过滤，烘干。即得半水硫酸钙晶须。制备的半水硫酸钙晶须结晶性能好，0.5～1μm，长度在100～200μm，长径比100～400。所得晶须化学成分为：

[0034]主要成分 二氧化硅(％) 主含量纯度(％) 白度
分析结果 1.46 98.14 94.6

[0035] 实施案例2

[0036] 取云南天安化工有限公司磷石膏堆场的磷石膏200g，矿物化学成分为：

[0037]主要成分 二水硫酸钙(％) 二氧化硅(％) 白度
分析结果 73.46 26.33 73.4

[0038] 添加800g工艺水使得磷石膏矿浆浓度20％，经过1次粗选和2次精选后获得138g二水硫酸钙品位为97.82％，二氧化硅品位为1.35％的精制磷石膏，取精制磷石膏放置马弗炉中煅烧，煅烧温度为160℃，煅烧时间为6h，煅烧后的半水石膏加入800g工艺水进行搅拌洗涤活化，搅拌1h，滤液pH为5.80，取50g洗涤活化后的磷石膏，加入1616g工艺水，配成固体质量浓度为3％料浆，加入0.5g十二烷基硫酸钠，转移至水热反应釜中，在135℃条件下加热6h，反应完后进行过滤，烘干4h。即得半水硫酸钙晶须。制备的半水硫酸钙晶须结晶性能好，
0.1～1μm，长度在50～300μm，长径比50～500。所得晶须化学成分为：

[0039]主要成分 二氧化硅(％) 主含量纯度(％) 白度
分析结果 1.31 98.33 96.3

[0040] 实施案例3

[0041] 取云南天安化工有限公司磷石膏堆场的磷石膏200g，矿物化学成分为：

[0042]主要成分 二水硫酸钙(％) 二氧化硅(％) 白度
分析结果 85.66 12.56 84.6

[0043] 添加600g工艺水使得磷石膏矿浆浓度25％，经过1次粗选和1次精选后获得138g二水硫酸钙品位为95.44％，二氧化硅品位为1.95％的精制磷石膏，取精制磷石膏放置马弗炉中煅烧，煅烧温度为150℃，煅烧时间为5h，煅烧后的半水石膏加入1000g工艺水进行搅拌洗涤活化，搅拌1h，滤液pH为6.20，取50g洗涤活化后的磷石膏，加入950g工艺水，配成固体质量浓度为5％料浆，加入0.5g十二烷基硫酸钠，转移至水热反应釜中，在140℃条件下加热4h，反应完后进行过滤，烘干4h。即得半水硫酸钙晶须。制备的半水硫酸钙晶须结晶性能好，
0.1～1μm，长度在50～200μm，长径比100～300。所得晶须化学成分为：

[0044]主要成分 二氧化硅(％) 主含量纯度(％) 白度
分析结果 1.63 97.16 95.2

[0045] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。