专利名称：一种用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法
技术领域：
本发明涉及磷石膏综合治理和利用的技术领域，具体地，涉及一种用磷石膏制备高浓硫酸和无水氯化钙的方法。
背景技术：
磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的固体工业废弃物，生产1吨磷酸(以P2O5计) 可产生4. 5-5吨的磷石膏。随着磷肥和高浓度磷酸工业的迅速发展，磷石膏废渣的排放量 日益增加。2008年，世界磷石膏年排放量达2. 8亿吨，我国也已超过5000万吨，占工业副产 石膏的70%以上。磷石膏中硫酸钙的含量超过90%，是一种重要的再生石膏资源，尤其对 建筑业来说，将磷石膏作为生产水泥的原料，由于其价格低廉，具有巨大的经济价值。如专 利申请号为200810056189，发明名称为磷石膏的硫酸改性方法的发明专利，公开了通过硫 酸与磷石膏原料混合，对反应产物进行中和处理后得到改性的磷石膏，可用于制造水泥和 石膏。然而，由于磷石膏中还含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害物质，影响了磷石膏作 为原料制备建筑业中水泥和石膏的应用。目前，我国对磷石膏的利用率不超过磷石膏年产 量的20%。大部分磷石膏都采取排放、设置堆场等方法处理，因此造成了严重的环境污染， 在某些地区，甚至也引起地表水及地下水的污染。因此，亟待研究新的磷石膏应用和处理方法。无水氯化钙主要用作多用途的干燥剂，可用于氮气、氧气、氢气、氯化氢、二氧化硫 等气体的干燥，脱除醇、酯、醚等生产过程中的脱水剂，也是一种重要的冷冻剂，可以加速混 凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力，是一种优良的建筑防冻剂，因而，用工业废品磷石 膏生产无水氯化钙具有极大的市场价值。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的是提供了一种用磷石膏制备高浓度硫酸和无水 氯化钙的方法。本发明是通过如下技术方案实现的一种用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙 的方法，其具体步骤为(1)先折算工业磷石膏产品中所含有的纯物质硫酸钙的量，并配置稀盐酸溶液，将 磷石膏与稀盐酸溶液按照硫酸钙和氯化氢纯物质的质量之比为1 0.34 0.54投入到耐 腐蚀的反应器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反应；(2)而后将步骤(1)所得的反应产物投入抽滤机(2)中抽滤，得到氯化钙和硫酸的 混合溶液及固体杂质；(3)将步骤(2)所得的氯化钙和硫酸的混合溶液送入减压蒸馏器(3)中进行深度 蒸馏，减压蒸馏到氯化钙全部析出时，将蒸馏液体全部排入冷却器(4)中冷却结晶，从而得 到的无水氯化钙晶体和浓度为80 90%的高浓度硫酸。
较佳地，分别用少许的盐酸和硫酸钙除去步骤(2)所得的氯化钙和硫酸的混合溶 液里残存的杂质，过滤，得到澄清的氯化钙和硫酸的混合液体后，再将氯化钙和硫酸的混合 液体送入减压蒸馏器(3)中减压蒸馏。
所述无水氯化钙晶体，再经洗涤、粉碎、即得无水氯化钙(5)产品。所述浓硫酸再经硫酸钙处理去杂精制得到高浓度硫酸产品(6)。所述用磷石膏制备稀硫酸和两水氯化钙的方法，其化学反应方程式如下CaS04+2HCl = = = CaCl2+H2S04本发明的有益效果为本发明是从市场的实际需求出发，采用化学法成功的研发 出来用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，该方法生产工艺合理，生产设备简单， 投资小，利润高，消除了化工废渣，保护了环境。
图1是本发明所述用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法的工艺流程示 意图，其中1——反应器，2——抽滤器，3——减压蒸馏器，4——冷却器，5——氯化钙无水产品，6——高浓度硫酸产品。
具体实施例方式为了更好的理解本发明的实质，以下将结合具体实施例进一步描述本发明。实施例一一种利用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，先折算工业磷石膏产品中 所含有的纯物质磷石膏的量，取含硫酸钙500kg的工业磷石膏产品，与稀盐酸溶液按照硫 酸钙和氯化氢的纯物质的质量比1 0.34投入到净化器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反 应；而后将反应产物在抽滤机(2)中抽滤，得到氯化钙和硫酸的混合溶液及固体杂质；再分 别用少许的盐酸和硫酸钙除去氯化钙和硫酸的混合溶液里残存的杂质，过滤，得到澄清的 氯化钙和硫酸的液体，此时已经除掉了氟化物、磷化物、硫化物等污染物；将澄清的氯化钙 和硫酸的液体送入到减压蒸馏器(3)中进行深度蒸馏，减压蒸馏到有氯化钙全部析出时， 将蒸馏液体全部排入冷却器(4)中冷却结晶，从而得到的无水氯化钙晶体258. 49kg和浓度 为80%的高浓度硫酸285. 27kg ；所述无水氯化钙晶体，再经洗涤、粉碎、包装成为无水氯化 钙(5)产品；所述浓硫酸再经硫酸钙处理去杂精制得到高浓度硫酸产品。实施例二 一种利用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，先折算工业磷石膏产品中 所含有的纯物质磷石膏的量，取含硫酸钙500kg的工业磷石膏产品，与稀盐酸溶液按照硫 酸钙和氯化氢的纯物质的质量比1 0.54投入到净化器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反 应；而后将反应产物在抽滤机(2)中抽滤，得到氯化钙和硫酸的混合溶液及固体杂质；再分 别用少许的盐酸和硫酸钙除去氯化钙和硫酸的混合溶液里残存的杂质，过滤，得到澄清的 氯化钙和硫酸的液体，此时已经除掉了氟化物、磷化物、硫化物等污染物；将澄清的氯化钙 和硫酸的液体送入到减压蒸馏器(3)中进行深度蒸馏，减压蒸馏到有氯化钙全部析出时， 将蒸馏液体全部排入冷却器(4)中冷却，从而得到的无水氯化钙晶体410. 55kg和浓度为85%的高浓度硫酸426. 44kg ；所述无水氯化钙晶体，再经洗涤、粉碎、包装成为无水氯化钙
(5)产品；所述浓硫酸再经硫酸钙处理去杂精制得到高浓度硫酸产品。 上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本
发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
权利要求
一种用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，其特征在于，其具体步骤为(1)先折算工业磷石膏产品中所含有的纯物质硫酸钙的量，并配置稀盐酸溶液，将磷石膏与稀盐酸溶液按照硫酸钙和氯化氢纯物质的质量之比为1∶0.34～0.54投入到耐腐蚀的反应器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反应；(2)而后将步骤(1)所得的反应产物投入抽滤机(2)中抽滤，得到氯化钙和硫酸的混合溶液及固体杂质；(3)将步骤(2)所得的氯化钙和硫酸的混合溶液送入减压蒸馏器(3)中进行深度蒸馏，减压蒸馏到氯化钙全部析出时，将蒸馏液体全部排入冷却器(4)中冷却结晶，从而得到的无水氯化钙晶体和浓度为80～90％的高浓度硫酸。
2.如权利要求1所述的用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，其特征在于， 分别用少许的盐酸和硫酸钙除去步骤(2)所得的氯化钙和硫酸的混合溶液里残存的杂质， 过滤，得到澄清的氯化钙和硫酸的混合液体后，再将氯化钙和硫酸的混合液体送入减压蒸 馏器(3)中减压蒸馏。
3.如权利要求1所述的用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，其特征在于， 所述无水氯化钙晶体，再经洗涤、粉碎、包装成为无水氯化钙(5)产品。
4.如权利要求1所述的用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，其特征在于， 所述浓硫酸再经硫酸钙处理去杂精制得到高浓度硫酸产品(6)。
全文摘要
本发明公开了一种用磷石膏制备高浓度硫酸和无水氯化钙的方法，其具体步骤为(1)先折算工业磷石膏产品中所含有的纯物质硫酸钙的量，并配置稀盐酸溶液，将磷石膏与稀盐酸溶液按照硫酸钙和氯化氢纯物质的质量之比为1∶0.34～0.54投入到耐腐蚀的反应器(1)中，缓慢搅拌下进行化学反应；(2)而后将步骤(1)所得的反应产物投入抽滤机(2)中抽滤，得到氯化钙和硫酸的混合溶液及固体杂质；(3)将步骤(2)所得的氯化钙和硫酸的混合溶液送入减压蒸馏器(3)中进行深度蒸馏，减压蒸馏到氯化钙全部析出时，将蒸馏液体全部排入冷却器(4)中冷却结晶，从而得到的无水氯化钙晶体和浓度为80～90％的高浓度硫酸。
文档编号C01B25/22GK101850954SQ20101905004
公开日2010年10月6日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者王嘉兴 申请人:汪晋强