CN1069718A - 富过磷酸钙生产技术 - Google Patents

Abstract

本发明属于磷肥的生产技术。是用磷酸、硫酸混 合成浓度为64～70％的混酸，然后与磷矿粉按一定 比例，再经一定时间的固化、堆存、熟化制得。

本发明生产控制过程简便稳定，生产设备可靠， 具有投资省、见效快的特点。

Description

本发明属于磷肥生产技术。

富过磷酸钙实质上是普通过磷酸钙的混合物，通常是通过磷矿石与硫酸-磷酸混合物的酸化作用而制得。它包括P2O5含量为22～44%之间的任何品级通常生产的品级范围25%～35%的P2O5，工艺和设备与普钙大致相同（1953“Enriched  and  Concent-rated  Superphoshate”，Ind.Eng.Chemg.，45（3）：681～690.）。

富过磷酸钙比普钙提供了更丰富的P2O5，比重钙提供了更丰富的硫肥（CaSO4·nH2O），它的一个特点是将浓硫酸（93%或98%H2SO4）与稀磷酸（30%P2O5）混合可得浓度适当的混合酸，从而不需对磷酸进行浓缩。

富钙的生产方法已有公开。如苏联专利SU343969，减少磷酸用量加大磷矿粉用量生产双料过磷酸钙，此法，要升高磷酸浓度才能达到富钙对磷的P2O5要求，在硫，磷混酸与磷矿粉混合固化时可能呈物理性状稀溏，物料不能为粉状，采用圆盘或转鼓造粒均不易生产，所以下步需在流化床上用热空气干燥造粒，或是料浆喷雾干燥造粒处理，需要增加干燥设备及干燥所需的热源等附属设备，如必需的收尘设备，因而提高了生产成本，增加了投入费用。

另外，各个地区的矿还因其化学组成各异而不能套用相同的生产工艺，有的磷矿因杂质含量和其他因素，不能直接用于制取磷肥，而必须对低品位的磷矿石进行处理。如四川省金河马鞭磷矿，其含量为：

P205％	CaO％	Fe2O3％	Al2O3％	MgO％	F％	CO2％	烧失％
								28.54	42.27	3.81	3.76	2.24	2.56	4.41	7.07

其生产工艺，因其中倍半氧化物与P2O5之比高达26.52%，工艺过程将增加萃取磷酸的浓缩设备，才能达到富过磷酸钙磷酸29±1%P2O5的要求，因而整个工艺流程加长，生产费用较高，操作控制困难。

本发明提供一种富钙的生产技术，它具有工艺流程短，生产设备少，投资省见效快的特点。

本发明的目的通过以下描述施达到：

用本地昆阳磷矿的磷矿粉，昆阳矿萃取的二水物法磷酸与工业硫酸混合后，得到浓度64～70%的混酸，将硫、磷混酸温度控制冷却到70～80℃，然后与90%过100～150目的磷矿石按比例加入混合，在混合器中搅拌反应3～15分钟，搅拌强度14米/分，待均匀混合后，物料进入回转化成室固化30～60分钟，也可用皮带化成，从化成室中出来的富钙温度下降至60℃，经切削器切削成片状鲜钙，然后输送到仓库堆存、熟化，熟化过程约需8～12天，时间取决于原料的种类和性质，熟化期间，室温控制在50℃左右，室内相对湿度控制在85～94%之间，待取样分析半成品中的游离酸（以P2O5计）下降至5～6%，有效P2O5、水份等指标符合要求时，整个熟化过程即告结束。仓库出来的成品为粉状富钙，不需碾磨即可直接出售，也可进一步加工制成粒状，粉肥造粒前视游离酸含量加少许钙镁磷肥作为中合剂，调整游离酸含量，以确保粒状富过磷钙质量。

本发明的生产方法，在生产过程中生产的含氟气体经收氟系统净化回收后排入大气，并且生产过程中温度均不太高，低于100℃。由于湿度控制得当，不需要装除尘设备。

本发明下面将通过实施例详述生产用混酸与磷矿粉比例的确定。

（一）试验原料

1、磷矿粉-昆明滇池地区磷矿石加工的矿粉。

1^＃磷矿粉：昆阳磷肥厂提供

化学组成如下：

表一

P2O5％	CaO％	Fe2O3％	AL2O3％	MgO％	F％	CO2％	SiO2％	矿粉细度-100目
									33.39	45.82	0.88	1.07	0.24	3.24	1.32	10.67	90%

2^＃磷矿粉：海口中滩擦洗厂磷精矿加工的磷矿粉

化学组成如下：

表二

P2O5%	CaO%	Fe2O3%	Al2O3%	MgO%	F%	CO2%	SiO2%
								31.98	47.96	0.66	0.68	1.55	3.19	3.95	8.85

MnO％	Cl％	酸不溶物％	H2O％	矿粉细度－100目
					0.037	0.021	9.70	0.05	90%

2、萃取磷酸-云南磷肥厂提供

化学组成如下：

表三

成份样品	H3PO4％	P2O5计％	Fe2O3％	F％	As％	重金属（以Pb计）％	备注
								1＃	37.31	27.02	0.60	1.59	0.0008	0.072	萃取稀酸
2＃	69.40	50.27	0.50	0.87	0.021	0.055	经浓缩

3、硫酸-安宁硫酸厂提供

H2SO4浓度  98.38%

（二）操作方法及程序

用云南磷肥厂提供的P2O5含量27.02%稀磷酸，加入少量的P2O5为50.27%的浓缩磷酸，配制成含P2O530%的稀磷酸，再以98.38%硫酸按一定比例进行混合，硫、磷混合酸温度控制在70℃。然后按确定的酸矿比例，经计量后先将硫磷混合酸倒入固定好的大铁锅内，再将磷矿粉一次加入。人工搅拌，搅拌时间1～2min，搅拌需使物料均匀混合。待物料在大锅内自然化成，固化后物料温度下降至60℃左右，化成阶段即告完成。鲜钙经称量，并取样分析有效P2O5、水份、游离酸和氟含量等指标。鲜钙迅速移入恒温增湿室进行模拟化，室温控制在50℃左右，室内相对湿度控制在85～94%之间。熟化过程参照过磷酸钙生产的熟化过程，前期熟化过程为72小时，后期熟化过程5～8天，待取样分析半成品中的游离酸（以P2O5计）下降至5～6%，有效P2O5水份等指标符合要求时，整个熟化过程即告结束。

合格的半成品富过磷酸钙除粉肥外，还可进行造粒加工（参照重过磷酸钙造粒方法），粉肥造粒前视游离酸含量加少许钙镁磷肥作为中合剂，调整游离酸含量，以确保粒状富过磷酸钙质量指标符合要求。

（三）条件试验

1、富过磷酸钙生产用酸矿比例的确定

（1）、理论用酸量的计算

磷矿粉与硫酸的化学反应式：

而硫酸与磷矿粉第一阶段反应式为：

磷酸继续与磷矿粉反应，其反应式为：

磷矿粉中R2O3和MgO与硫酸和磷酸的反应式：

由反应式（4）、（5）、（6）、（7）可看出R2O3生成硫酸盐还是生成磷酸盐，耗硫酸的量的相差三倍，根据我省普钙的实际生产的耗酸量更接近于生成磷酸盐的耗酸理论用量，故理论用酸量按R2O3生成磷酸盐计。

硫酸与磷矿反应的理论用量为

P2O5%含量X1.61耗酸单位+CO2%含量×2.23耗酸单位+Fe2O3%含量×0.614耗酸单位+Al2O3%含量×0.96耗酸单位

1^＃磷矿粉每单位耗硫酸量＝0.582

2^＃磷矿粉每单位耗硫酸量＝0.614

可以看出2^＃磷矿粉虽P2O5含量低，由于CO2含量较高，故硫酸用量大。

磷酸与磷矿粉反应的理论用量为

CaO%含量×3.5耗酸单位+MgO%含量×4.68耗酸单位+Fe2O3%含量×1.23耗酸单位+Al2O3%含量×1.92耗酸单位-P2O5含量×196/142

1^＃磷矿粉每单位耗酸量＝1.195

2^＃磷矿粉每单位耗酸量＝1.334

可以看出2^＃磷矿粉层P2O5含量低，由于CaO含量偏高，故磷酸用量大。

（2）、酸矿比例的确定：

磷矿粉与硫酸反应选择100%理论用硫酸量

即1^＃磷矿粉∶硫酸＝1∶0.582

2^＃磷矿粉∶硫酸＝1∶0.614

例：用98.38%H2SO4和H2PO4，配制66.83%浓度的混合酸1Kg。

设磷酸需要量为X，硫酸需要量为Y

(X·0.4155+Y·0.9838)/(X+Y) ＝0.6683 （1）

（1-Y）·0.4155+0.9838Y＝0.6683  （2）

解方程（1）和（2）得：

Y＝0.4448  （Kg）

X＝0.5552  （Kg）G

求：1Kg浓度为66.83%混合硫磷酸所需要的1^＃磷矿粉量

设：硫酸部份需要的磷矿粉理论量为a（Kg）

硫酸部份需要的磷矿粉理论量为b（Kg）

则

a＝ (0.4448+0.9838)/0.582 ＝0.7518 （kg）

b＝ (0.5552×0.4155)/1.195 ＝0.1930 （kg）

即：1kg浓度为66.83%硫磷混合酸，需要加入的1^＃磷矿粉理论量为：

a+b＝0.9448  （kg）

2、硫酸磷酸混合酸与物料固化时间试验

比较两种不同品位的磷矿粉与不同浓度的硫磷混合酸、磷矿粉过量系数变化等，对反应物料固化时间的响，结果见表四。

Claims (2)

1、一种生产富过磷酸钙磷肥的技术，是用磷酸和工业硫酸混合后分解磷矿粉，经化成、堆存、熟化后制得，其特征在于磷、硫混酸浓度64～70%，待冷却到70～80℃与90%过100～150目的磷矿粉按比例混合，混合均匀后进入回转化成室固化30～60分钟，从化成室出来后输送到仓库堆存、熟化，熟化过程需8～12天。

2、根据权利要求1所述的生产技术，其特征在于混合搅拌后也可用皮带化成固化，固化时间45分钟。