由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法与流程

本发明涉及一种由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法。

背景技术：

1、根据以下反应，通过对天然磷酸盐进行硫酸攻击(称为湿法硫酸攻击)来制造磷酸：

2、(ca3(po4)2)3caf2+10h2so4+20h2o→6h3po4+10(caso4，2h2o)+2hf  (1)

3、如反应(1)所示，磷酸的生产导致产生大量的反应副产物磷石膏caso4·2h2o。

4、已经开发了各种方法来通过化学手段将磷石膏转化为有用的经济型产物，即氢氧化钙、硫酸钠、碳酸钙和硫酸铵。

5、硫酸铵是最受关注的产物。它是一种具有化学式(nh4)2so4的化合物。它是铵(nh4+)和硫酸(h2so4)的盐，可用于多种应用。它尤其用作旨在用于将碱性土壤酸化的肥料，并且含有21％的形式为铵(nh4+)的氮和24％的形式为硫酸根so42–的硫。

6、由磷石膏合成硫酸铵已成为多项研究的主题。

7、例如，文献de 201211002890中描述的mereseberg方法包括由磷石膏、碳酸铵和二氧化碳制造硫酸铵和碳酸钙。然而，硫酸铵和碳酸钙的产率比较低。

8、文献wo 2016186527描述了一种由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法，该方法涉及mereseberg方法。用硫酸处理磷石膏，从而获得含有镧系元素以及金属磷酸盐和硫酸盐的液相，以及形式为主要包含硫酸钙的沉淀物的固相。将液相金属沉淀出，并且根据mereseberg方法处理硫酸钙沉淀物。更具体地，首先在热反应器中将氨的水溶液添加至硫酸钙沉淀物。然后，将二氧化碳气体扩散到反应器中。所描述的方法具有与mereseberg方法的实施相关的硫酸铵和碳酸钙的产率比较低的相同缺点，此外实施起来更为漫长和复杂。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，特别地提出一种由磷石膏高产率地制造硫酸铵和碳酸钙的方法，其中与已知的方法相比，所获得的硫酸铵和碳酸钙具有提高的纯度。

2、为此，本发明涉及一种由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法，该方法的主要特征在于其包括以下步骤：

3、-将磷石膏分散在水中，

4、-使气态氨和气态二氧化碳的混合物在磷石膏液体悬浮体中鼓泡，以沉淀出碳酸钙并获得硫酸铵溶液，

5、-过滤磷石膏液体悬浮体，以产生包含硫酸铵的滤液和包含碳酸钙沉淀的固体残留物，

6、-蒸发滤液以获得硫酸铵，并且干燥固体残留物以获得碳酸钙。

7、由磷石膏caso4·2h2o以及co2和nh3的气体混合物进行硫酸铵(nh4)2so4和碳酸钙caco3的合成。因此，考虑到由化学磷酸盐工业产生的大量磷石膏以及氨和二氧化碳向大气中的排放，该方法尤为重要。

8、该方法是生态清洁的，因为它同时满足三个环境要求，即回收磷石膏以及消除两种大气污染物：二氧化碳和氨。

9、该方法还允许以高产率制造两种具有高附加值的产物，即硫酸铵和碳酸钙，硫酸铵产率约为90％至95％，碳酸钙产率约为80％至85％。

10、根据本发明，液体悬浮体中的磷石膏与氨和二氧化碳的混合物反应，以获得作为主要产物的硫酸铵和作为反应次生产物的碳酸钙。使气体氨和气体二氧化碳同时鼓泡通过磷石膏液体悬浮体。这种气体混合物确保了溶解在水中的磷石膏具有高碱性，这样允许更好的碳酸化。

11、更具体地，气态氨增加了磷石膏液体悬浮体的碱性，从而使得磷石膏更好地分散在水中，这样提高了几乎同时进行的二氧化碳对磷石膏的碳酸化。因此，与已知的方法相比，磷石膏的转化率以及反应的产率得到了提高。

12、随着磷石膏经过氨的碱性作用，它在二氧化碳的作用下碳酸化，从而形成液相和固相，所述液相在蒸发后由透明的白色硫酸铵盐形成，所述固相在过滤后主要由碳酸钙组成。

13、根据其他方面，所提出的方法具有以下不同的特征(这些特征可单独采用或根据其在技术上可行的组合来采用)：

14、-在将气态二氧化碳和气态氨同时引入到磷石膏液体悬浮体中之前，在混合器中混合气态二氧化碳和气态氨。这允许使气体的混合物均匀化并且完全同时地将它们送至磷石膏液体悬浮体中，从而改进了反应；

15、-将气态氨和气态二氧化碳的混合物以介于0.5l/min至1.5l/min之间的流量引入到磷石膏液体悬浮体中；

16、-在介于30℃至80℃之间，优选50℃至70℃之间的温度下进行对碳酸钙沉淀的干燥；

17、-磷石膏是通过用硫酸攻击天然磷酸盐而获得的。

18、本发明还涉及一种用于实施如上所述的由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法的化学设备，其包括：

19、-反应器，其配置为容纳磷石膏液体悬浮体，

20、-注入装置，其用于将气态氨和气态二氧化碳的混合物注入到反应器中。

21、该化学设备的主要特征在于其还包括鼓泡装置，所述鼓泡装置布置在反应器中以使气态氨和气态二氧化碳的混合物循环通过磷石膏液体悬浮体。

22、根据优选的实施方案，鼓泡装置包括用于捕获已穿过磷石膏液体悬浮体之后的气体混合物的捕获装置。

技术特征：

1.一种由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将气态氨和气态二氧化碳的混合物以介于0.5l/min至1.5l/min之间的流量引入到磷石膏液体悬浮体中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在介于30℃至80℃之间，优选50℃至70℃之间的温度下进行对碳酸钙沉淀的干燥。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，磷石膏是通过用硫酸攻击天然磷酸盐而获得的。

5.一种用于实施根据权利要求1至4中任一项所述的由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法的化学设备，其包括：

6.根据权利要求5所述的化学设备，其中，所述鼓泡装置包括用于捕获已穿过磷石膏液体悬浮体之后的气体混合物的捕获装置。

技术总结本发明涉及一种由磷石膏制造硫酸铵和碳酸钙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑将磷石膏分散在水中以形成磷石膏液体悬浮体，‑使气态二氧化碳和气态氨在磷石膏液体悬浮体中鼓泡以沉淀出碳酸钙，‑过滤磷石膏液体悬浮体，以产生包含硫酸铵的滤液和包含碳酸钙沉淀的固体残留物，‑蒸发滤液以制得硫酸铵，并且干燥固体残留物以制得碳酸钙。技术研发人员：H·阿苏纳,A·拉赫海布,R·博利夫受保护的技术使用者：OCP有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5