CN101481105A - 生产磷酸三钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产磷酸三钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1100℃～1300℃下煅烧7小时以上，所述的磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO∶P2O5摩尔比为2.0～3.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的5％～15％，所述的混合助剂为可溶性盐酸盐和次氯酸盐混合组成。本发明的中生产磷酸三钙的方法，通过廉价的易得的混合助剂，利用相关的化学反应，与有害元素反应，去除有害元素，使得其中的有害物含量远低于同类产品，氟含量极低，当混合助剂选用氯化钙、氯化钠和次氯酸钠时，生产的磷酸三钙尤其适合作为饲料添加剂使用；原料选用廉价的磷矿粉，大大降低了成本。方法简单易行，投资低。

Description

生产磷酸三钙的方法
技术领域
本发明涉及一种生产磷酸三钙的方法。
背景技术
饲料磷酸盐是重要的矿物饲料添加剂，饲料磷酸盐的消费量是衡量一个国家农牧业发展水平的标志之一。国外饲料磷酸盐品种有20多种，包括钙盐、钠盐、铵盐、钾盐等，其中磷酸钙盐约占其消费量的90％以上。
脱氟磷酸三钙[Ca3(PO4)2]是一种白色、浅灰色或棕褐色的无定形粉末，无臭无味，具有优良的物理化学性质，几乎不溶于水，溶于0.4％盐酸(相当于禽畜的胃酸)或2％柠檬酸(相当于植物根部的酸度)。脱氟磷酸钙的用途较为广泛，主要用于制造陶瓷、玻璃；在饲料、牙膏、医药、橡胶、印染、纺织、电气、食品等工业部门也有十分重要的应用。与磷酸氢钙相比，脱氟磷酸三钙具有生产工艺先进、“三废”污染小、生产成本低的特点，且钙含量相对较高。
饲料级脱氟磷酸三钙的生产方法主要分为高温烧结法和熔融法两大类。熔融脱氟法是将磷矿石、硅砂等配料在高温下熔融，在熔融状态脱去磷灰石中的氟，熔融体经水淬呈玻璃态，成为脱氟磷酸钙。烧结法是将磷矿配料在烧结状态下进行脱氟反应。前者因能耗高，产品含磷低，已在逐步被淘汰。烧结法因其生产工艺相对简单，生产规模大，为世界上广泛采用。脱氟磷酸钙的生产在国外发展较快，早已形成规模化工业生产。
饲料级脱氟磷酸三钙生产技术要求较高，生产主要集中于俄罗斯、美国、日本、韩国等几个最大的知名磷酸盐公司。脱氟磷酸三钙的主要成分随工艺不同也有所不同。俄罗斯采用加硅法即添加少量硅石为配料的方法在1450℃或更高的温度下煅烧混合料，形成主成分为磷酸三钙的产品。日本和英国采用添加纯碱或芒硝工艺，生产出来的产品是磷酸三钙和易于被家禽牲畜吸收的磷酸钠钙的共熔体。
旧工艺煅烧步骤一般为：1.原料混合2.煅烧3.粉碎。旧工艺条件：煅烧温度一般在300℃以上且需持续煅烧30分钟。原料主要为工业产物和石灰乳。旧工艺缺点在于：原材料绝大部分依赖价格较高的工业产物，加之设备昂贵(年产量1万吨的旋转窑价格在500—600万元之间)，所以生产成本高，产品竞争力低，而且通过旧工艺生产的产品有害物含量高，致使所生产产品质量低
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种成本低的生产磷酸三钙的方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种生产磷酸三钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1100℃～1300℃下煅烧7小时以上，所述的磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.0～3.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的5％～15％，所述的混合助剂为可溶性盐酸盐和次氯酸盐混合组成。
优选地是，煅烧温度为1200℃～1300℃。
优选地是，所述的磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.5～2.7。
优选地是，所述的可溶性盐酸盐和次氯酸盐的重量比为0.5～3：1～3
优选地是，，所述的可溶性盐酸盐选自氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氯化钡中的一种或几种。
优选地是，，所述的可溶性次氯酸盐选自次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸铁和次氯酸钙中的一种或几种。
优选地是，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠混合组成。
更优选地是，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5～1.5：0.5～1.5：1～3。
本发明中，所使用的可溶性盐酸盐和次氯酸盐可以去除砷和铅元素。
本发明的另一个目的是提供一种生产适合作为饲料添加剂的磷酸三钙。其技术方案为，混合助剂选用氯化钙、氯化钠和次氯酸钠，其它步骤与前述相同。
生产时，优选采用P2O5含量为25％以上的磷矿。
本发明的中生产磷酸三钙的方法，通过廉价的易得的混合助剂，利用相关的化学反应，与有害元素反应，去除有害元素，使得其中的有害物含量远低于同类产品，氟含量极低，当混合助剂选用氯化钙、氯化钠和次氯酸钠时，生产的磷酸三钙尤其适合作为饲料添加剂使用；同时，原料选用较工业产物廉价的磷矿粉，从而大大降低了成本。而且本发明中的方法简单易行，容易实施，投资低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述：
实施例1
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1100℃下煅烧7小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的5％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5：0.5：1。
实施例2
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1150℃下煅烧8小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.3，混合助剂的重量为磷矿粉重量的6％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5：0.5：2。
实施例3
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1200℃下煅烧8小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.5，混合助剂的重量为磷矿粉重量的8％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为1：1：2。
实施例4
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1250℃下煅烧9小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.6，混合助剂的重量为磷矿粉重量的10％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为1：1：2。
实施例5
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1300℃下煅烧8小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为3.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的8％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5：0.5：1.5。
实施例6
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1200℃下煅烧7小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.7，混合助剂的重量为磷矿粉重量的7％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为1.5：1.5：1。
实施例7
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1100℃下煅烧10小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.8，混合助剂的重量为磷矿粉重量的6％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为1：1：3。
实施例8
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1200℃下煅烧10小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为3.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的8％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5：0.5：1.5。
实施例9
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1300℃下煅烧8小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.5，混合助剂的重量为磷矿粉重量的8％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为1：1：1。
实施例10
将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1250℃下煅烧7小时，粉碎既得磷酸三钙。
磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO：P2O5摩尔比为2.6，混合助剂的重量为磷矿粉重量的7％，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5：0.5：1.5。
以上实施例中，氯化钠可用氯化钾、氯化铁、氯化钡中的任何一种代替，均可实现本发明的目的。
次氯酸钠可使用次氯酸钾、次氯酸铁和次氯酸钙中的任何一种代替，均可实现本发明的目的。
旧工艺(按年产量1万吨计)的设备资金投入为600万元左右(未计设备折旧费)，所生产的产品成本在2000—2500元之间；而新工艺(按年产量1万吨计)的设备资金投入为70万元左右(未计设备折旧费)，所生产的产品成本在1500左右。
采用旧工艺和本发明方法生产的磷酸三钙具体质量指标见下表：
 
元素 旧工艺 本发明
磷(p) ≥16.0％ ≥19.0％
钙(Ca) ≥25.0％ ≥30.0％
砷(As) ≤30ppm ≤20ppm
铅(Pb) ≤30ppm ≤20ppm
氟(F) ≤1800ppm ≤100ppm
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种生产磷酸三钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷矿粉、石灰乳和混合助剂混合后在1100℃～1300℃下煅烧7小时以上，所述的磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO:P2O5摩尔比为2.0～3.0，混合助剂的重量为磷矿粉重量的5％～15％，所述的混合助剂为可溶性盐酸盐和可次氯酸盐混合组成。
2.根据权利要求1所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，煅烧温度为1200℃～1300℃。
3.根据权利要求1所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的磷矿粉与石灰乳摩尔比按CaO:P2O5摩尔比为2.5～2.7。
4.根据权利要求1所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的可溶性盐酸盐和次氯酸盐的重量比为0.5～3：1～3。
5.根据权利要求1所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的可溶性盐酸盐选自氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氯化钡中的一种或几种。
6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的可溶性次氯酸盐选自次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸铁和次氯酸钙中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠混合组成。
8.根据权利要求6所述的生产磷酸三钙的方法，其特征在于，所述的混合助剂为氯化钙、氯化钠和次氯酸钠的重量比为0.5～1.5：0.5～1.5：1～3。
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