CN101362594A

CN101362594A - 一种高品质磷酸三钙的生产方法

Info

Publication number: CN101362594A
Application number: CNA2008100588910A
Authority: CN
Inventors: 杨陆华; 吴建军; 黄千钧; 方泽军; 余杰; 甘韵宏; 李增高
Original assignee: HUNAN TIANCHUANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUNAN TIANCHUANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2009-02-11

Abstract

一种高品质磷酸三钙的生产方法。本发明涉及一种精细磷酸盐产品的生产方法，特别是高品质磷酸三钙的生产方法，属于磷化工技术领域。在本方法中，磷酸三钙中的5％～25％的钙由石灰乳浆中氢氧化钙提供，其余的钙由天然石粉浆中碳酸钙提供，先用碳酸钙与磷酸反应，然后再用氢氧化钙与磷酸反应，上述反应的温度在80℃～100℃，反应产物经两级干燥，得到产品。本发明的生产方法获得的产品纯度高，杂质含量如砷和氟含量低，灼烧失重(800±50℃)指标优于其它生产方法，产品特别适合于用作食品添加剂。

Description

一种高品质磷酸三钙的生产方法

技术领域

本发明涉及一种精细磷酸盐产品的生产方法，特别是高品质磷酸三钙的生产方法，属于磷化工技术领域。

背景技术

高品质磷酸三钙是一种重要的精细磷酸盐产品，除应用于食品工业外，还广泛用于生物复合材料、抗菌材料、高档工艺品、合成塑料、牙膏、药品等领域。食品级磷酸三钙在食品工业中用作吸附剂、流动调节剂、矿物补充剂(营养补充剂)和颜色保持剂，具体用于谷物、婴儿食品、果汁、多种维生素片、奶基饮料等食品。随着人民生活水平的提高和技术的进步，对磷酸三钙产品的品质要求越来越高。

商业上，欧美不少企业采用石灰乳[Ca(OH)₂的水溶液]和磷酸来生产高品质磷酸三钙。在国外，有用洁净燃气(如天燃气、洁净煤气等)加热天然石灰制成的熟石灰，这种熟石灰的品质较高，砷和氟含量低，而国内的熟石灰基本上是用煤烧制的，其砷和氟含量高，生产出的磷酸三钙砷和氟含量超标，因而在国内难以采购到高品质的熟石灰。另外，即使是采用高品质熟石灰，也存在成本和能耗比天然石灰高的问题。

目前国内生产的食品级磷酸三钙多采用天然石粉制成的石粉(CaCO₃)和磷酸作为原料。由于CaCO₃碱性比Ca(OH)₂弱得多，因此CaCO₃难以与磷酸反应完全，使食品级磷酸三钙产品包含部分未反应的碳酸钙。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高品质磷酸三钙的生产方法，使得产品纯度高，杂质含量如砷和氟含量低，灼烧失重(800±50℃)指标优于其它生产方法。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：磷酸三钙中的5％～25％的钙由石灰乳浆中氢氧化钙提供，其余的钙由天然石粉浆中碳酸钙提供，先用碳酸钙与磷酸反应，然后再用氢氧化钙与磷酸反应，上述反应的温度在80℃～100℃，反应产物经两级干燥，得到产品。

本发明的生产方法还包括以下具体的技术方案：反应时石灰乳中Ca(OH)₂含量为13％～26％，天然石粉调成浓度为20Be′～30Be′的石粉浆，磷酸浓度为60％～85％，物料加入中和釜时应以物料不发生包裹的速度缓慢加入，并加入的同时进行搅拌。

物料在中和釜中进行反应时，石粉浆一次加入到中和釜中，再在搅拌下缓慢加入磷酸，当反应液的pH值降至4～6时，停止加入磷酸，然后又加入石灰乳。

本发明的物料反应需要高温，但又以溶液不沸腾为限，所以温度选用90℃～95℃更佳；石灰乳浆和石粉浆在反应前应加热到90±5℃恒温，以促使反应更完全；反应产物首先过滤成含水量25％～55％的滤饼再进行干燥，第二级干燥采用气流干燥产品的质量更好。

为了使生产过程中无废液排放，本发明的液固分离和物料干燥过程产生的滤液或洗液全部经过沉降方式进一步分离固体颗粒后直接返回到配制石粉浆或石灰乳工序。

本发明的有益效果是：首先食品级磷酸三钙的前段反应，采用天然石粉为原料，后段反应改用石灰乳为原料，这样既可以避免大量使用石灰乳带来产品砷和氟含量超标以及成本和能耗上升；又可以避免天然石粉反应不完全带来的产品含有1％～4％的碳酸钙。其次提高反应温度，尽可能使整个反应进行得完全。再次产品干燥过程中，使用串联的两类干燥设备进行干燥，使产品的游离水份更低。

按上述方法生产出的产品，其灼烧失重(800±50℃)可以小于6％，甚至达到4％～5％，远低于10％的FCC-V和HG2789-1996标准，另外产品的砷和氟含量指标也符合FCC-V和HG2789-1996标准。

附图说明

图1为本发明实例1的产品X—射线衍射分析图。

具体实施方式

实例1

808kg含量为98.75％的CaCO₃石粉加入原料槽，配制成20Be′的石粉乳，并加热至90℃。1082.86kg含Ca(OH)₂量为14％的石灰乳也加热至90℃。然后将20Be′的石粉乳完全泵入反应釜，在搅拌情况下，将0.6328吨85％ H₃PO₄通过流量计计量后缓慢加入反应釜，并保持反应温度于90℃以上。加完酸后，反应液的pH值为4.3，再将上述石灰乳通过流量计计量后缓慢加入反应釜，反应温度和搅拌条件不变。反应完后的料浆经离心机过滤，得到滤饼。滤饼用桨叶干燥机和气流干燥管两次干燥后，得到产品。

该产品经分析，砷含量为0.9PPm；氟含量为30PPm；灼烧失重(800±50℃)为4.2％；其X—射线衍射分析图上只有羟基磷酸钙一个主要成分的峰，说明产品纯度比较高，X—射线衍射分析图见附图1。

实例2

909kg含量为98.75％的CaCO₃石粉加入原料槽，配制成25Be′的石粉乳，并加热至90℃。398.95kg含Ca(OH)₂量为19％的石灰乳也加热至90℃。然后将25Be′的石粉乳完全泵入反应釜，在搅拌情况下，将0.7684吨70％ H₃PO₄通过流量计计量后缓慢加入反应釜，并保持反应温度于90℃以上。加完酸后，反应液的pH值为4.7，再将上述石灰乳通过流量计计量后缓慢加入反应釜，反应温度和搅拌条件不变。反应完后的料浆经喷雾干燥干燥后，再用气流干燥管燥，得到产品。

该产品经分析，砷含量为0.6PPm；氟含量为20PPm；灼烧失重(800±50℃)为4.6％。

实例3

959.5kg含量为98.75％的CaCO₃石粉加入原料槽，配制成27Be′的石粉乳，并加热至90℃。172.24kg含Ca(OH)₂量为22％的石灰乳也加热至90℃。然后将27Be′的石粉乳完全泵入反应釜，在搅拌情况下，将0.8275吨65％ H₃PO₄通过流量计计量后缓慢加入反应釜，并保持反应温度于90℃以上。加完酸后，反应液的pH值为5.2，再将上述石灰乳通过流量计计量后缓慢加入反应釜，反应温度和搅拌条件不变。反应完后的料浆经离心机过滤，得到滤饼。滤饼用桨叶干燥机和气流干燥管两次干燥后，得到产品。

该产品经分析，砷含量为0.5PPm；氟含量为15PPm；灼烧失重(800±50℃)为4.9％。

由于本例中最后一次加入的碱为石灰乳，所以如果产品中残留氢氧化钙，在分析灼烧失重(800±50℃)时氢氧化钙会完全分解(氢氧化钙分解温度为100～580℃)，而如果产品中残留碳酸钙，在分析灼烧失重时碳酸钙不一定会完全分解(碳酸钙分解温度为825℃～898℃)。因此同值灼烧失重，本工艺的产品可能会更纯一些。

Claims

1、一种高品质磷酸三钙的生产方法，其特征是：磷酸三钙中的5％～25％的钙由石灰乳浆中氢氧化钙提供，其余的钙由天然石粉浆中碳酸钙提供，先用碳酸钙与磷酸反应，然后再用氢氧化钙与磷酸反应，上述反应的温度在80℃～100℃，反应产物经两级干燥，得到产品。

2、按权利要求1所述的高品质磷酸三钙的生产方法，其特征是：石灰乳中Ca(OH)₂含量为13％～26％，天然石粉调成浓度为20Be′～30Be′的石粉浆，磷酸浓度为60％～85％，物料加入中和釜时应以物料不发生包裹的速度缓慢加入，并同时进行搅拌。

3、按权利要求2所述的高品质磷酸三钙的生产方法，其特征是：物料在中和釜中反应时，石粉浆一次加入到中和釜中，再加入磷酸，当反应液的pH值降至4～6时，停止加入磷酸，然后又加入石灰乳。

4、按权利要求3所述的高品质磷酸三钙的生产方法，其特征是：①物料反应温度选用90℃～95℃；②石灰乳浆和石粉浆在反应前应加热到90±5℃恒温；③反应产物先过滤成含水量25％～55％的滤饼，第二级干燥采用气流干燥。

5、按权利要求4所述的高品质磷酸三钙的生产方法，其特征是：液固分离和物料干燥过程产生的滤液或洗液全部经过沉降方式进一步分离固体颗粒后直接返回到配制石粉浆或石灰乳工序。