CN102153373B - 一种过磷酸钙的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过磷酸钙的生产工艺，属于电炉冶炼磷铁的废气和废渣利用技术领域。其生产步骤是：用17-30％的磷酸，与含钙重量百分比为40-45％的钙质渣在双螺旋混合器中搅拌反应，经堆放熟化和自然干燥，得过磷酸钙的块状熟料，再粉碎得成品。本发明利用电炉冶炼含钒磷铁的废气和从钒铁冶炼所产生的高钙废渣来替代磷矿原料，变废为宝，达到降低生产成本、保护磷矿资源和生态环境的效果。

Description

一种过磷酸钙的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种过磷酸钙的生产工艺，属于电炉冶炼磷铁的废气和废渣利用技术领域。
背景技术
过磷酸钙的主要成分为磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2和石膏CaSO4·2H2O；又称过磷酸石灰。常温下是灰色粉末，用硫酸分解磷矿(磷灰石Ca5(PO4)3F)制得的称为普通过磷酸钙，简称普钙，主要成分为Ca(H2PO4)2·H2O、无水硫酸钙和少量磷酸，含有效P4O10(包括水溶性P2O5和枸溶性P2O5)14％～20％，其中80％～95％溶于水，属水溶性速效磷肥，可直接作磷肥，也可用于制复合肥料。由于普通过磷酸钙单位有效成分的销售价格偏高，磷肥工业又出现一些高浓度磷肥。用磷酸和磷矿(磷灰石Ca5(PO4)3F)反应，所得产物中不含硫酸钙，而是磷酸二氢钙，这种产品被称为重过磷酸钙，为灰白色粉末，含有效P4O10(包括水溶性P2O5和枸溶性P2O5)高达30％～45％，为普通过磷酸钙的两倍以上。然而，磷矿作为生产过磷酸钙或重过磷酸钙的重要原料，是一种不可再生的自然资源，过度开采将对生态环境造成灾难性毁灭。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种过磷酸钙的生产工艺，它利用电炉冶炼含钒磷铁的废气和从钒铁冶炼所产生的高钙废渣来替代磷矿原料，变废为宝，达到降低生产成本、保护磷矿资源和生态环境的效果。
本发明解决其技术问题所采取的方案是：一种过磷酸钙的生产工艺，生产步骤是：
①将电炉冶炼含钒磷铁所产生的尾气，经过洗涤、收集得到含P2O5重量百分比为33-39.6％的工业粗磷酸，兑水变成含P2O5重量百分比为17-30％的磷酸，行车吊运至磷酸计量斗中备用；
②从钒铁冶炼所产生高钙废渣，经加石灰调钙，得含钙重量百分比为40-45％的钙质渣；或钒铁冶炼时调整加石灰量造渣直接得含钙重量百分比为40-45％的钙质渣；使用球磨机球磨钙质渣得100目的填充粉料，经计量斗计量导入物料斗中；该物料斗底部带混配口，上述的填充粉料在混配口中与①步骤磷酸计量斗中的17-30％的磷酸按重量比0.5-3∶1的比例混配，得混配初料；
③混配初料经混配口流入双螺旋混合器中；调节混配口的流量和双螺旋混合器的转速，使混配初料在双螺旋混合器中搅拌反应的停留时间为10-15min，得反应后的混合浆料；
④反应后的混合浆料从螺旋混合器中的出料口送出到堆放池，经4-5天的熟化和自然干燥，得过磷酸钙的块状熟料；
⑤块状熟料经粉碎机粉碎，得成品。
与现有技术相比较，本发明具有如下特点
(1)作为填充物的高钙废渣，经球磨后里面含有植物所需的铁、镁、钙等，而且经过煅烧获得的物质，细度及化学性质较稳定，对改良土壤，增加农作物单产，有适宜的作用。
(2)本发明采用湿法生产，省去了加硫酸反应环节，利用电炉冶炼含钒磷铁的废气替代磷矿原料，变废为宝，有力地保护了磷矿资源和生态环境，工艺流程简单，原料成本仅为现有技术的十分之一。
(3)本发明省去了加硫酸反应环节，也就取消了调配硫酸、酸冷却工段。减少了配酸、酸冷却的设备投资，降低了工艺过程的操作和人员费用。
(4)本发明采用双螺旋混合器可以方便的提高分解率和使得过磷酸钙的熟化期从十五天左右缩短到五天以下。熟化库的面积大为缩小，至少可以减少三分之一的熟化库面积。
综上所述，本发明利用电炉冶炼含钒磷铁的废气和从钒铁冶炼所产生的高钙废渣来替代磷矿原料，变废为宝，生态环境友好，劳动生产量小，生产成本低，仅为市场同类产品的30％。所生产的产品质量稳定。
本发明所得的过磷酸钙级别的技术规格如表1：
表1
  成份  特级   一级   二级   三级   四级
  有效磷酸含量(％)  ＞20   18   16   14   12
  游离酸(％)  ＜3.5   4   4.5   5   5
  水份含量(％)  ＜8   10   12   14   14
附图说明
图1为本发明的生产流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，用具体的实施例详细描述本发明。
一种过磷酸钙的生产工艺，生产步骤是：
①将电炉冶炼含钒磷铁所产生的尾气，经过洗涤、收集得到含P2O5重量百分比为33-39.6％的工业粗磷酸，兑水至含P2O5重量百分比为17-30％的磷酸，行车(3)吊运至磷酸计量斗(5)中备用；
②从钒铁冶炼所产生高钙废渣，经加石灰调钙，得含钙重量百分比为40-45％的钙质渣；或钒铁冶炼时调整加石灰量造渣直接得含钙重量百分比为40-45％的钙质渣；使用球磨机(1)球磨钙质渣得100目的填充粉料，经计量斗(2)计量导入物料斗(4)中；该物料斗(4)底部带混配口(6)，上述的填充粉料在混配口(6)中与①步骤磷酸计量斗(5)中的17-30％的磷酸按重量比0.5-3∶1的比例混配，得混配初料；
③混配初料经混配口(6)流入双螺旋混合器(7)中；调节混配口(6)的流量和双螺旋混合器(7)的转速，使混配初料在双螺旋混合器(7)中搅拌反应的停留时间为10-15min，得反应后的混合浆料；
④反应后的混合浆料从螺旋混合器中(7)的出料口送出到堆放池(8)，经4-5天的熟化和自然干燥，得过磷酸钙的块状熟料；
⑤块状熟料经粉碎机(9)粉碎，得成品。
取一定量H2PO4按P2O5含量比调制，与钙质填充混合，根据H2PO4不同的P2O5含量比，取三个主要样进行实施试验，实施结果分析如表2：
表2
Figure BSA00000478462600041
小结：本发明通过以上实施试验证明，2H2PO4+Ca2++H2O→Ca(H2PO4)2·H2O是成立的。从实施试验中，可知：(1)H2PO4的浓度取决于Ca2+质填充物的消耗量；(2)填充物的其它单质元素基本不消耗H2PO4。

Claims (1)

1. 一种过磷酸钙的生产工艺，其特征在于工序步骤是：
①将电炉冶炼含钒磷铁所产生的尾气，经过洗涤、收集得到含P2O5重量百分比为33-39.6%的工业粗磷酸，兑水至含P2O5重量百分比为17-30%的磷酸，行车（3）吊运至磷酸计量斗（5）中备用；
②从钒铁冶炼所产生高钙废渣，经加石灰调钙，得含钙重量百分比为40-45%的钙质渣；或钒铁冶炼时调整加石灰量造渣直接得含钙重量百分比为40-45%的钙质渣；使用球磨机（1）球磨钙质渣得100目的填充粉料，经计量斗（2）计量导入物料斗（4）中；该物料斗（4）底部带混配口（6），所述的填充粉料在混配口（6）中与①步骤磷酸计量斗（5）中的磷酸按重量比0.5-3：1的比例混配，得混配初料；
③混配初料经混配口（6）流入双螺旋混合器（7）中；调节混配口（6）的流量和双螺旋混合器（7）的转速，使混配初料在双螺旋混合器（7）中搅拌反应的停留时间为10-15min，得反应后的混合浆料；
④反应后的混合浆料从双螺旋混合器（7）中的出料口送出到堆放池（8），经4-5天的熟化和自然干燥，得过磷酸钙的块状熟料；
⑤块状熟料经粉碎机（9）粉碎，得成品。
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