一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法与流程

本发明涉及超细碳酸钙制备技术领域，尤其涉及一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法。

背景技术：

超细碳酸钙，被广泛应用在塑料和建筑材料等领域，对于超细碳酸钙的制备，是在一定浓度的氢氧化钙的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化，使得氢氧化钙与二氧化碳反应后得到碳酸钙，然后再对生成的碳酸钙进行研磨等操作，得到规定粒径的超细碳酸钙。

现有申请号202010292496.x公开了一种超细纳米碳酸钙的生产工艺，其以氢氧化钙的悬浮液和空气为原料进行制备。然而在实际生产时，如在碳铵和磷肥实际生产过程中，会产生较多的中间产物如磷石膏及合成氨脱碳解析气(含二氧化碳80％以上)，而现有磷石膏综合利用产品大都是水泥缓凝剂、建筑石膏粉等低端产品，附加值较低，甚至亏本运行，处理厂家没有积极性，导致利用率不高，且合成氨脱碳解析气同样需要处理成本，如何利用在碳铵和磷肥实际生产中的中间产物(即变废为宝)来生产超细碳酸钙成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，用以解决目前碳铵和磷肥实际生产过程中的中间产物无法利用现有的制备技术制备超细碳酸钙的问题。

本发明提供一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，包括：

将磷石膏煅烧分解并研磨，得到含有氧化钙的固相物粉末；

将所述固相物粉末经水溶解后过滤，得到氢氧化钙悬浮液；

将脱碳解析气通入所述氢氧化钙悬浮液中碳化，并静置沉淀，过滤后得到粗制碳酸钙；

将粗制碳酸钙经洗涤、过滤、干燥后得到超细碳酸钙。

进一步的，将磷石膏煅烧分解前对磷石膏进行预处理，所述预处理包括：

对磷石膏进行再浆、水洗、过滤，直至所述磷石膏中水溶磷含量降低到第一阈值和所述水溶氟含量降低到第二阈值。

进一步的，所述磷石膏煅烧分解时以硫磺为还原剂，温度为1300℃，得到氧化钙和二氧化硫，所述二氧化硫用于制备硫酸。

进一步的，所述固相物粉末经水溶解后采取滤布过滤，且滤布目数选择70～100目。

进一步的，所述氢氧化钙悬浮液的浓度为10％。

进一步的，所述将脱碳解析气通入所述氢氧化钙悬浮液中碳化之前，还包括：将所述脱碳解析气进行精制处理，且所述精制处理过程具体为：将脱碳解析气通入洗涤塔中用水循环喷淋洗涤。

进一步的，所述脱碳解析气在水循环喷淋洗涤时，气、液的体积比为10:1。

进一步的，所述将粗制碳酸钙经洗涤、过滤、干燥后得到超细碳酸钙，具体过程包括：

将粗制碳酸钙浸泡在水中，形成含粗制碳酸钙的浆液；

将所述含粗制碳酸钙的浆液加入抽滤漏斗中进行抽滤，得到碳酸钙固体粉末；

淋洗碳酸钙粉末若干次；

对淋洗后的碳酸钙粉末进行干燥，得到所述超细碳酸钙。

进一步的，在对碳酸钙粉末进行淋洗时，洗水量与碳酸钙的重量比值为1:1。

进一步的，对淋洗后的碳酸钙粉末采用喷雾干燥法进行干燥时，具体包括：采用喷枪将含预设水分的洗涤后料浆喷成雾状，用预设温度的热风逆流干燥。

本发明提供的一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，利用碳铵和磷肥生产过程的中间产物，得到超细碳酸钙，实现了废弃物资源化，减少了生产成本。

附图说明

图1为本发明提供的一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法一实施方式的流程框示意图；

图2为该实施例中步骤s4一实施方式的具体流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，图1所示为所述利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，包括：

s1：将磷石膏煅烧分解并研磨，得到含有氧化钙的固相物粉末；

s2：将所述固相物粉末经水溶解后过滤，得到氢氧化钙悬浮液；

s3：将脱碳解析气通入所述氢氧化钙悬浮液中碳化，并静置沉淀，过滤后得到粗制碳酸钙；

s4：将粗制碳酸钙经洗涤、过滤、干燥后得到超细碳酸钙。

作为优选的实施例，由于磷石膏含有少量的水溶磷、氟，钾、钠、镁、硫酸根等可溶性杂质和以二氧化硅为主的不可溶性杂质，这些杂质在煅烧过程中，硫酸根离子在煅烧过程中会分解，其它可溶性杂质都会带入粗制碳酸钙中，甚至包裹在晶核中无法洗涤除去，最后进入最终产品，降低超细碳酸钙的含量，使产品质量不稳定、不合格，所以除杂是该工艺的必要步骤，因此将磷石膏煅烧分解前需要对磷石膏进行预处理，降低其含水量及水溶磷和水溶氟的含量。所述预处理包括：对磷石膏进行再浆、水洗、过滤，直至所述磷石膏中水溶磷含量降低到第一阈值和所述水溶氟含量降低到第二阈值。具体过程为，在进行再浆、水洗、过滤时，利用再浆槽、真空带式过滤机或隔膜压滤机，通过一倍水再浆，一倍水三级循环洗涤并过滤，将磷石膏中水溶磷降低至第一阈值以下、水溶氟降低至第二阈值以下。

经过多次不同含量杂质的磷石膏煅烧制碳酸钙实验确定，当水溶磷低于0.05％、氟低于0.1％，氧化钠含量低于0.06％、氧化镁含量低于0.10％时，基本能达到碳酸钙的产品质量。因此所述第一阈值为0.05％，第二阈值为0.1％；同时还需要控制磷石膏中的氧化钠含量低于0.06％、氧化镁含量低于0.10％，同时将ph值提高到4～6，降低煅烧时设备腐蚀问题。

其中，在利用真空带式过滤机对磷石膏进行过滤时，真空度控制在-0.06mpa，得到到磷石膏含水量约为20％。根据多次预处理实验数据，再浆及水洗时，水比物料的倍数低于0.8倍水时无法保证达到杂质指标。在该实施例中，从后续煅烧成本考虑，在对磷石膏过滤时也可采用压滤方式，将预处理后的磷石膏含水量降低至7～10％。

作为优选的实施例，所述磷石膏煅烧分解时以硫磺为还原剂，温度为1300℃，得到氧化钙和二氧化硫，所述二氧化硫用于制备硫酸。

作为优选的实施例，所述固相物粉末经水溶解后采取滤布过滤，且滤布目数选择70～100目，滤除不可溶性杂质，此处主要的不可溶性杂质主要为二氧化硅，得到10％浓度的氢氧化钙悬浮液。

作为优选的实施例，所述将脱碳解析气通入所述氢氧化钙悬浮液中碳化之前，还包括：将所述脱碳解析气进行精制处理，且所述精制处理过程具体为：将脱碳解析气通入洗涤塔中用水循环喷淋洗涤。

作为优选的实施例，所述脱碳解析气在水循环喷淋洗涤时，气、液的体积比为10:1。实验证明，当气速在0.8～1m3/s,气液比值在6～10时，洗涤效果好。

作为优选的实施例，将脱碳解析气通入所述氢氧化钙悬浮液中时，将通有脱碳解析气的管道插入氢氧化钙悬浮液液面以下，理论计算二氧化碳的加入量，并观察悬浮液中没有明显沉淀且悬浮液开始变澄清时，停止通入脱碳解析气，静置沉淀，得到粗制碳酸钙。

作为优选的实施例，所述将粗制碳酸钙经洗涤、过滤、干燥后得到超细碳酸钙，具体过程包括：

s41：将粗制碳酸钙浸泡在水中，形成含粗制碳酸钙的浆液；

s42：将所述含粗制碳酸钙的浆液加入抽滤漏斗中进行抽滤，得到碳酸钙固体粉末；

s43：用喷壶淋洗碳酸钙粉末2-5遍，将碳酸钙粉末上的液体洗干净；

s44：对淋洗后的碳酸钙粉末进行干燥，得到所述超细碳酸钙。

作为优选的实施例，在对碳酸钙粉末进行淋洗时，洗水量与碳酸钙的重量比值为1:1。

作为优选的实施例，对淋洗后的碳酸钙粉末采用喷雾干燥法进行干燥时，具体包括：采用喷枪将含预设水分的洗涤后料浆喷成雾状，用120℃的热风逆流干燥。

本发明实施例提供的一种利用磷石膏和脱碳解析气制备超细碳酸钙的方法，是以磷石膏及合成氨脱碳解析气为原料生成超细碳酸钙，是磷石膏综合利用的新突破，现有磷石膏综合利用产品大都是水泥缓凝剂、建筑石膏粉等底端产品，附加值较低，甚至亏本运行，处理厂家没有积极性，导致利用率不高。合成氨脱碳解析气同样需要处理成本，两者结合，在治理的过程中生产新成品，将废弃物资源化，是循环经济、底端产品高端化的工艺突破。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。