本實用新型涉及一種由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

磷石膏，是指在磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時產(chǎn)生的固體廢渣，其主要成分為CaSO4·2H2O，此外還含有多種其他雜質(zhì)。目前在歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，則非常重視對磷石膏的綜合利用，如以磷石膏為原料制成建筑石膏的研究已進(jìn)入成熟階段，已能完整提出一套工藝生產(chǎn)技術(shù)和裝備，制成的建筑石膏可以優(yōu)于或同等于以天然石膏為原料的建筑石膏。然而我國目前的大部分企業(yè)對于磷石膏的利用效率仍然較低，大部分為作廢處理，因而造成大量的資源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術(shù)問題是：對于磷石膏利用率低的問題，提供一種由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)，以提高廢棄磷石膏的利用效率。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)，包括，

第一反應(yīng)塔，所述第一反應(yīng)塔用于廢棄磷石膏和混合酸洗液進(jìn)行反應(yīng)；

第一過濾器，所述第一過濾器用于將從第一反應(yīng)塔反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

廢液池，所述廢液池用于對經(jīng)過第一過濾器過濾分離后的濾液進(jìn)行存儲；

第一水洗塔組，所述第一水洗塔組用于對經(jīng)過第一過濾器過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；

第二反應(yīng)塔，所述第二反應(yīng)塔用于將經(jīng)過第一水洗塔組水洗處理后的固體物質(zhì)與由碳酸鈉溶液和氨水溶液組成的混合液進(jìn)行反應(yīng)；

第二過濾器，所述第二過濾器用于將從第二反應(yīng)塔反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第三反應(yīng)塔，所述第三反應(yīng)塔用于將經(jīng)過第二過濾器過濾分離后的固體物質(zhì)與鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；

第三過濾器，所述第三過濾器用于將從第三反應(yīng)塔反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第三存儲箱，所述第三存儲箱用于存儲經(jīng)第三過濾器過濾分離后的固體物質(zhì)；

第四反應(yīng)塔，所述第四反應(yīng)塔用于將經(jīng)過第二過濾器過濾分離后的液體物質(zhì)與經(jīng)過第三過濾器過濾分離后的液體物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)；

第四過濾器，所述第四過濾器用于將從第四反應(yīng)塔反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

蒸發(fā)冷凝器，所述蒸發(fā)冷凝器用于將經(jīng)過第四過濾器過濾分離后的液體物質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；

第二存儲箱，所述第二存儲箱用于存儲由蒸發(fā)冷凝器蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化鈉結(jié)晶物質(zhì)；

第一存儲箱，所述第一存儲箱用于存儲由蒸發(fā)冷凝器蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化銨結(jié)晶物質(zhì)；

水熱反應(yīng)釜，所述水熱反應(yīng)釜用于對經(jīng)過第四過濾器過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水熱反應(yīng)；

第五過濾器，所述第五過濾器用于將從水熱反應(yīng)釜反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第二水洗塔組，所述第二水洗塔組用于對經(jīng)過第五過濾器過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；

干燥機，所述干燥機用于對經(jīng)過第二水洗塔組水洗后的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥處理；

第四存儲箱，所述第四存儲箱用于存儲由干燥機干燥后的固體物質(zhì)。

進(jìn)一步的是：所述第一水洗塔組包括依次設(shè)置的第一水洗塔、第六過濾器、第二水洗塔、第七過濾器、第三水洗塔和第八過濾器。

進(jìn)一步的是：所述第二水洗塔組包括依次設(shè)置的第四水洗塔、第九過濾器、第五水洗塔和第十過濾器。

進(jìn)一步的是：還包括第一緩存罐和第二緩存罐；所述第一緩存罐設(shè)置在第二過濾器和第四反應(yīng)塔之間，用于對經(jīng)過第二過濾器過濾分離后的液體物質(zhì)在加入到第四反應(yīng)塔之前的緩存；所述第二緩存罐設(shè)置在第三過濾器和第四反應(yīng)塔之間，用于對經(jīng)過第三過濾器過濾分離后的液體物質(zhì)在加入到第四反應(yīng)塔之前的緩存。

進(jìn)一步的是：還包括流體接觸塔，所述流體接觸塔用于將從第三反應(yīng)塔內(nèi)排出的二氧化碳?xì)怏w與氨水反應(yīng)。

進(jìn)一步的是：所述第一反應(yīng)塔、第二反應(yīng)塔、第三反應(yīng)塔、第四反應(yīng)塔和水熱反應(yīng)釜均分別設(shè)有攪拌裝置。

本實用新型的有益效果是：通過采用本實用新型所述的由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)，可實現(xiàn)對磷石膏的有效利用，進(jìn)而提高對磷石膏的綜合利用效果，提高磷石膏的商業(yè)價值，最終達(dá)到“變廢為寶”的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)的示意圖；

圖中標(biāo)記為：第一反應(yīng)塔1、第一過濾器2、廢液池3、第二反應(yīng)塔4、第二過濾器5、第三反應(yīng)塔6、第三過濾器7、第四反應(yīng)塔8、第四過濾器9、蒸發(fā)冷凝器10、第二存儲箱11、水熱反應(yīng)釜12、第五過濾器13、第一存儲箱14、干燥機15、第四存儲箱16、第一水洗塔17、第二水洗塔18、第三水洗塔19、第四水洗塔20、第五水洗塔21、第六過濾器22、第七過濾器23、和第八過濾器24、第九過濾器25、第十過濾器26、第一緩存罐27、第二緩存罐28、流體接觸塔29、第三緩存罐30、第三存儲箱31、第八緩存罐32、第四緩存罐33、第五緩存罐34、第六緩存罐35、第七緩存罐36。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進(jìn)一步說明。

如圖1中所示的具體示例，本實用新型所述的一種由廢棄磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸鈣、氯化銨和氯化鈉的系統(tǒng)，其特征在于：包括，

第一反應(yīng)塔1，所述第一反應(yīng)塔1用于廢棄磷石膏和混合酸洗液進(jìn)行反應(yīng)；

第一過濾器2，所述第一過濾器2用于將從第一反應(yīng)塔1反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

廢液池3，所述廢液池3用于對經(jīng)過第一過濾器2過濾分離后的濾液進(jìn)行存儲；

第一水洗塔組，所述第一水洗塔組用于對經(jīng)過第一過濾器2過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；

第二反應(yīng)塔4，所述第二反應(yīng)塔4用于將經(jīng)過第一水洗塔組水洗處理后的固體物質(zhì)與由碳酸鈉溶液和氨水溶液組成的混合液進(jìn)行反應(yīng)；

第二過濾器5，所述第二過濾器5用于將從第二反應(yīng)塔4反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第三反應(yīng)塔6，所述第三反應(yīng)塔6用于將經(jīng)過第二過濾器5過濾分離后的固體物質(zhì)與鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；

第三過濾器7，所述第三過濾器7用于將從第三反應(yīng)塔6反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第三存儲箱31，所述第三存儲箱31用于存儲經(jīng)第三過濾器7過濾分離后的固體物質(zhì)；

第四反應(yīng)塔8，所述第四反應(yīng)塔8用于將經(jīng)過第二過濾器5過濾分離后的液體物質(zhì)與經(jīng)過第三過濾器7過濾分離后的液體物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)；

第四過濾器9，所述第四過濾器9用于將從第四反應(yīng)塔8反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

蒸發(fā)冷凝器10，所述蒸發(fā)冷凝器10用于將經(jīng)過第四過濾器9過濾分離后的液體物質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；

第二存儲箱11，所述第二存儲箱11用于存儲由蒸發(fā)冷凝器10蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化鈉結(jié)晶物質(zhì)；

第一存儲箱14，所述第一存儲箱14用于存儲由蒸發(fā)冷凝器10蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化銨結(jié)晶物質(zhì)；

水熱反應(yīng)釜12，所述水熱反應(yīng)釜12用于對經(jīng)過第四過濾器9過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水熱反應(yīng)；

第五過濾器13，所述第五過濾器13用于將從水熱反應(yīng)釜12反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過濾分離；

第二水洗塔組，所述第二水洗塔組用于對經(jīng)過第五過濾器13過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；

干燥機15，所述干燥機15用于對經(jīng)過第二水洗塔組水洗后的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥處理；

第四存儲箱16，所述第四存儲箱16用于存儲由干燥機15干燥后的固體物質(zhì)。

其中，第一水洗塔組可包括依次設(shè)置的第一水洗塔17、第六過濾器22、第二水洗塔18、第七過濾器23、第三水洗塔19和第八過濾器24。這樣通過第一水洗塔組可實現(xiàn)對相應(yīng)固體物質(zhì)進(jìn)行三次水洗、過濾處理，進(jìn)而確保進(jìn)入到第二反應(yīng)塔4內(nèi)的固體物質(zhì)表面附著的酸液已被基本清洗干凈。更具體的，還可參照附圖1中所示的連接關(guān)系，通過設(shè)置相應(yīng)的第四緩存罐33、第五緩存罐34、第六緩存罐35等實現(xiàn)對第一水洗塔組內(nèi)進(jìn)行多次水洗的溶液進(jìn)行回收并重復(fù)利用，并最終將水洗后的溶液存儲至第四緩存罐33中，之后通過向該第四緩存罐33中加入相應(yīng)濃度的額外的鹽酸溶液和硫酸溶液后配置形成所需濃度的用于加入到第一反應(yīng)塔1內(nèi)的混合酸洗液。

當(dāng)然，不失一般性，第二水洗塔組也可包括依次設(shè)置的第四水洗塔20、第九過濾器25、第五水洗塔21和第十過濾器26。即第二水洗塔組可實現(xiàn)對經(jīng)過第五過濾器13過濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行兩次水洗、過濾處理。當(dāng)然，在上述設(shè)置有相應(yīng)的第四緩存罐33、第五緩存罐34、第六緩存罐35的情況下可進(jìn)一步設(shè)置相應(yīng)的第三緩存罐30和第七緩存罐36，進(jìn)而也可實現(xiàn)對水熱反應(yīng)釜12以及第二水洗塔組內(nèi)水洗后的溶液進(jìn)行回收利用，相應(yīng)的可參照附圖1中所示連接關(guān)系進(jìn)行設(shè)置即可。

另外，考慮到在第四反應(yīng)塔8內(nèi)的反應(yīng)是將經(jīng)過第二過濾器5過濾分離后的液體物質(zhì)與經(jīng)過第三過濾器7過濾分離后的液體物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)；因此本實用新型進(jìn)一步設(shè)置有第一緩存罐27和第二緩存罐28；所述第一緩存罐27設(shè)置在第二過濾器5和第四反應(yīng)塔8之間，用于對經(jīng)過第二過濾器5過濾分離后的液體物質(zhì)在加入到第四反應(yīng)塔8之前的緩存；所述第二緩存罐28設(shè)置在第三過濾器7和第四反應(yīng)塔8之間，用于對經(jīng)過第三過濾器7過濾分離后的液體物質(zhì)在加入到第四反應(yīng)塔8之前的緩存。

另外，考慮到在第三反應(yīng)塔6內(nèi)反應(yīng)后會產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，為了避免該部分氣體直接排放到大氣環(huán)境中，同時為了實現(xiàn)對二氧化碳的回收利用，本實用新型進(jìn)一步設(shè)置有流體接觸塔29，所述流體接觸塔29用于將從第三反應(yīng)塔6內(nèi)排出的二氧化碳?xì)怏w與氨水反應(yīng)，以通過在流體接觸塔29內(nèi)吸收二氧化碳并與氨水反應(yīng)后生成碳酸銨或者碳酸氫銨溶液，這樣又可將碳酸銨或者碳酸氫銨溶液加入到第二反應(yīng)塔4中進(jìn)行反應(yīng)。更具體的，還可進(jìn)一步設(shè)置有第八緩存罐32，這樣可將流體接觸塔29內(nèi)產(chǎn)生的碳酸銨或者碳酸氫銨溶液排入到第八緩存罐32內(nèi)進(jìn)行緩存，之后根據(jù)需要再加入到第二反應(yīng)塔4中。

另外，為了提高反應(yīng)的速率，本實用新型進(jìn)一步在第一反應(yīng)塔1、第二反應(yīng)塔4、第三反應(yīng)塔6、第四反應(yīng)塔8和水熱反應(yīng)釜12內(nèi)均分別設(shè)有攪拌裝置。即通過攪拌裝置的攪拌作用提高各反應(yīng)器內(nèi)部的反應(yīng)速率。

參照附圖1中所示，本實用新型的一種典型工藝流程如下：

在第四緩存罐33中配置形成混合酸洗液，其中混合酸洗液可由質(zhì)量占比為14~20%的鹽酸溶液和質(zhì)量占比為55~65%的硫酸溶液按照體積比為1:1進(jìn)行混合后得到。之后將混合酸洗液后和廢棄磷石膏一起加入帶有攪拌裝置的第一反應(yīng)塔1內(nèi)進(jìn)行酸洗反應(yīng)。通過在第一反應(yīng)塔1內(nèi)的酸洗反應(yīng)可以溶解廢棄磷石膏中大部分可溶于酸的固體物質(zhì)，如Al、Fe等的氧化物。

然后將第一反應(yīng)塔1內(nèi)充分反應(yīng)過后的固液混合物加入第一過濾器2中進(jìn)行固液分離，其中分離出的固體物質(zhì)進(jìn)入第一水洗塔組進(jìn)行多次水洗處理，并且最終經(jīng)過水洗處理后的固體物質(zhì)加入到第二反應(yīng)塔4內(nèi)進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)處理。而經(jīng)過第一過濾器2過濾分離出的濾液進(jìn)入廢液池3中放置。其中，在第一水洗塔組進(jìn)行多次水洗處理的過程中，可將多次水洗處理的溶液進(jìn)行回收利用，并將最終水洗后的溶液作為配置用于第一反應(yīng)塔1內(nèi)反應(yīng)所需的混合酸洗液的溶液。

上述經(jīng)過第一水洗塔組水洗處理后的固體物質(zhì)加入到第二反應(yīng)塔4內(nèi)，然后再加入由濃度為25~30%碳酸鈉（Na₂CO₃）溶液和濃度為30~35%氨水（NH₃·H₂O）溶液所組成的混合溶液。其中，上述混合溶液也可預(yù)先在第八緩存罐32內(nèi)配置好的后再加入到第二反應(yīng)塔4內(nèi)。在第二反應(yīng)塔4內(nèi)將發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)后得到硫酸銨（（NH₄）₂SO₄）和氯化鈉（NaCl）的混合溶液以及碳酸鈣（CaCO₃）固體；之后將在第二反應(yīng)塔4內(nèi)反應(yīng)后的固液混合物一起加入第二過濾器5中進(jìn)行固液分離過濾。

經(jīng)過第二過濾器5過濾后，過濾出的固體物質(zhì)進(jìn)入第三反應(yīng)塔6內(nèi)，與預(yù)先在第三緩存罐30內(nèi)配置好的濃度為18~22%的鹽酸溶液發(fā)生置換反應(yīng)，并生成氯化鈣（CaCl₂）溶液，同時反應(yīng)釋放出大量二氧化碳（CO₂）氣體；且反應(yīng)放出的二氧化碳?xì)怏w通過流體接觸塔29進(jìn)行吸收，相應(yīng)的加入到流體接觸塔29內(nèi)的吸收液為濃度為25~30%的氨水溶液；這樣通過流體接觸塔29可反應(yīng)制得碳酸銨（（NH₄）₂SO₄）或者碳酸氫銨（NH₄HSO₄）溶液，之后再將制得的碳酸銨或者碳酸氫銨回收至第八緩存罐32內(nèi)進(jìn)行緩存；并且還可根據(jù)需要將緩存在第八緩存罐32內(nèi)的溶液用于配置形成供的第二反應(yīng)塔4使用的由濃度為25~30%碳酸鈉溶液和濃度為30~35%氨水溶液組成的混合溶液。

待第三反應(yīng)塔6中置換反應(yīng)發(fā)生完全后將固液混合物一起進(jìn)入第三過濾器7中進(jìn)行過濾，經(jīng)過濾后的氯化鈣（CaCl₂）溶液進(jìn)入第二緩存罐28中緩存?zhèn)溆茫^濾后的固體物質(zhì)，如二氧化硅（SiO2）等雜質(zhì)則進(jìn)入第三存儲箱31放置，其中第三存儲箱31可采用敞口箱。相應(yīng)的經(jīng)過第二過濾器5過濾后，過濾出的硫酸銨和氯化鈉的混合溶液則進(jìn)入第一緩存罐27中緩存?zhèn)溆谩?/p>

將上述分別緩存在第一緩存罐27和第二緩沖罐28中的氯化鈣溶液和硫酸銨和氯化鈉的混合溶液按照體積比為1：2的比例加入第四反應(yīng)塔8中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，并得到硫酸鈣（CaSO₄）固體以及由氯化銨（NH₄Cl）和氯化鈉（NaCl）組成的混合溶液；之后再將反應(yīng)后的固液混合物一起加入第四過濾器9中過濾分離。其中經(jīng)過第四過濾器9過濾后的濾液進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器10中蒸發(fā)結(jié)晶；并可對其進(jìn)行篩分，以分別得到氯化鈉（NaCl）晶體和氯化銨（NH₄Cl）晶體，然后將氯化鈉晶體儲存于第二存儲箱11中，將氯化銨晶體存儲于第一存儲箱14中。其中，另外為了避免氯化鈉晶體受潮，優(yōu)選第二儲存箱11為封閉箱。

另外經(jīng)過第四過濾器9過濾后的固體物質(zhì)加入水熱反應(yīng)釜12進(jìn)行高壓水熱反應(yīng)，其反應(yīng)溫度可設(shè)置為130~160℃，反應(yīng)時間為3~5h。待水熱反應(yīng)釜12內(nèi)的水熱反應(yīng)結(jié)束后將固液混合物進(jìn)入第五過濾器13中進(jìn)行過濾分離，其中經(jīng)過第五過濾器13過濾后的固體物質(zhì)進(jìn)入第二水洗塔組進(jìn)行水洗處理；在第二水洗塔組內(nèi)經(jīng)過多次水洗處理后的固體物質(zhì)最后進(jìn)入干燥機15中干燥處理，并最終將干燥處理后的物質(zhì)儲存于第四存儲箱16內(nèi)，即存儲于第四存儲箱16內(nèi)的固體物質(zhì)即為硫酸鈣晶須。

以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，在本實用新型的精神和原則內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。