湿法磷酸半水工艺考察与石膏结晶过程研究

作     者：苏晓丹 朱干宇 李会泉 郑光明 孟子衡 李防 杨云瑞 习本军 崔玉 SU Xiaodan;ZHU Ganyu;LI Huiquan;ZHENG Guangming;MENG Ziheng;LI Fang;YANG Yunrui;XI Benjun;CUI Yu

作者机构：济南大学化学化工学院山东济南250022 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 湖北三峡实验室湖北宜昌443000 中国科学院大学化学工程学院北京100049 宜都兴发化工有限公司湖北宜昌443000 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年第74卷第4期

页      面：1805-1817页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(22078344) 湖北三峡实验室开放/创新基金项目(SC211001,SC211015) 

主　　题：湿法磷酸 半水工艺 结晶 过程控制 优化 

摘      要：湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P_(2)O_(5))40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO^(2)_(4−)浓度、磷酸浓度、反应温度等条件对半水石膏结晶物相、形貌及粒径的影响规律,分析了优化条件下石膏杂质赋存与含量变化。结果表明,半水反应中液相硫酸、磷酸浓度会引起半水石膏物相、形貌、粒径变化,磷硫浓度提高会导致石膏晶体形貌由柱状变化为棒状、片状,粒径从70μm减小到10μm。优化工艺条件下,半水石膏较原工艺石膏P_(2)O_(5)含量降低至1.39%(质量),磷的主要存在形式为难溶性磷酸盐,同时F含量降低至0.44%(质量),其以CaF2、AlF3等难溶物形式存在于石膏,其他杂质含量均有所降低。本研究可为半水工艺生产过程参数优化及半水石膏品质提升提供参考。