CN108473309A - 固体磷酸盐及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由CaHPO4x nH2O(磷酸氢钙)和Ca5(PO4)3F(氟磷灰石)组成的磷酸盐以及用于制备其的方法，其中n为0至2，该磷酸盐中的氟磷灰石含量至多达99％，并且以上述盐中的P2O5计的磷含量为35％至45％>。

Description

固体磷酸盐及其制备方法
技术领域
本发明涉及固体磷酸盐及其制备方法，所述固体磷酸盐是式Ca5(PO4)3F的氟磷灰石和式CaHPO4x nH2O的磷酸氢钙(其中n为0至2)的混合物，所述混合物以27wt％至99.0wt％的量含有氟磷灰石并且以上述盐中的P2O5计以35wt％至45wt％的量含有磷。该混合物可以用作制备复合矿物肥料，具体地过磷酸钙(superphosphate)(SSP)，三过磷酸钙(triplesuperphosphate)(TSP)，磷酸单铵(MAP)，磷酸二铵(DAP)，NPK肥料，磷酸单钙，磷酸一二钙(MDCP)和磷酸的原料。
背景技术
有专利基本上公开了用盐酸处理磷酸盐岩，特别是专利GB-1051521，SU-A-1470663，US-3304157建议使用浓度为20-30％的盐酸溶液。因为由高浓度的酸和更高的反应温度导致的更严重的腐蚀，这种技术的使用需要更昂贵的设备。另外，由于每单位体积的反应物质的高热效应，在将流体流动布置于反应器中时可能发生区域过热。此外，还存在生产成本较高的问题，因为例如在捕获含盐酸的废气的过程中或在氯化物水溶液的分解过程中不可能使用所获得的低浓度酸。
此外，已知还有用稀盐酸的岩石处理的方法。根据专利申请FR-A-2115244中描述的方法，处理在不同阶段中以不同浓度的盐酸以逆流布置进行，这会导致该方法的资本成本和维护成本增加。
另一种已知的方法包括使用稀盐酸的磷酸盐岩处理，目的是采用以类似于处理具有高磷含量的岩石的方式的后续处理将其富集。这种酸用于溶解岩石中含有的大部分碳酸钙以及小部分的磷酸盐以获得具有高P2O5含量的固相(专利US-A-3.988.420)。
这种方法的缺点是：从岩石中的低P2O5回收，由于低浓度盐酸引入了大量的水，在低温下进行岩石分解阶段的效率不足。
发明内容
因此，本发明的目的是获得具有指定目的的上述混合物，并提供其具有较高P2O5回收率的制备方法，消除大量水的使用，由于在升高的温度下并使用级联反应器进行该方法以及使用磷酸盐预中和的溶液的方法，分解阶段的效率更高。
目的通过提供固体磷酸盐熔体实现，固体磷酸盐是式Ca5(PO4)3F的氟磷灰石和式CaHPO4x nH2O的磷酸氢钙(其中n为0至2)的混合物，所述混合物以27wt％至99.0wt％的量含有氟磷灰石并且以前述盐中的P2O5计以35wt％至45wt％的量含有磷。
与制备方法相关的目的是通过提供使用通过用盐酸水溶液在级联反应器中处理而形成由不溶性残余物和磷酸盐水溶液组成的悬浮液，随后分离不溶性残余物，用碳酸钙悬浮液中和磷酸盐水溶液并过滤而产生固体形式的磷酸盐和氯化钙溶液的磷酸盐岩分解一步直流方法由P2O5含量为20wt％至32wt％且MgO含量为3.0wt％至4.5wt％的磷酸盐岩制备固体磷酸盐的方法而实现。
该方法的独特特征是，在不溶性残余物分离阶段之前，将磷酸盐溶液预中和至0.6至2.0的pH值，在分解阶段使用的盐酸溶液浓度为10％至13％，且所述分解在40°至70℃的温度下进行，其中盐酸与钙的摩尔比为1.6至2.2，过滤后获得的磷酸盐用水洗涤，将所述磷酸盐干燥而获得二水合物或无水物，将氯化钙溶液用硫酸处理而获得盐酸和石膏二水合物，而盐酸返回分解阶段。
优选地，在岩石分解阶段使用的pH调节剂是浓度为25％至35％的碳酸钙悬浮液，获得的沉淀用水洗涤而降低磷酸盐中的氯化物含量，不溶残余物过滤后用水洗涤，并将获得的洗涤溶液返回到磷酸盐溶液中。期望的是，获得的氯化钙具有18％至22％的浓度。
附图说明
图1是根据本发明制备磷酸盐的方法的框图。
具体实施方式
将具有以五氧化二磷计25％至30％的磷含量的磷酸盐岩(流1)进料至级联中的第一反应器中，即岩石分解反应器A中，其还接收以预定的酸与岩石的比率向其中进料的盐酸(流2)。反应混合物从反应器A移至熟化反应器B，在其中岩石分解反应结束。
在方法的第一实施方式中，在反应器C中通过以将具有25wt％至35wt％的浓度的碳酸钙悬浮液(流3)给予至岩石分解的反应器的级联的最后反应器中而得到0.8至1.2的设定pH值的方式，调节磷酸盐的溶液的pH值来调节磷酸盐的溶液中的氟含量。所有反应器装备有混合装置，该过程在40℃至70℃的温度下进行。
在岩石分解之后，将含有水溶液和沉淀的悬浮液的流(流4)进料至单元D中的过滤器中，在其中将其分离成将进料至单元E用于中和的磷酸盐水溶液(流6)和生产废物的污泥(流5)。
在单元E中，使用弱碱(流70)将磷酸盐水溶液中和至pH值2.8至3.2，这会导致不溶形式的磷酸盐沉淀，而此后将悬浮液(流8)进料至过滤单元F。在过滤时并在洗涤之后形成产品，其为磷酸盐的湿沉淀物(流9)和氯化物的水溶液。为了赋予商品属性，将磷酸盐送入干燥器中，将氯化物的水溶液(流10)进料至氯化物分解单元G中，在单元中使用硫酸(流13)进行所述分解，而将部分氯化物的溶液从过程中移除(流11)。在来自单元G的使用硫酸分解氯化物的过程的结果中获得的悬浮液的过滤之后，将湿石膏(流12)从该过程中提取出，并在从该过程之外加入必需量的盐酸(流14)之后将盐酸返回到岩石分解阶段。
实施例
实施例1
为了生产磷酸盐，使用了来自Keysik矿床(哈萨克斯坦)的岩石。岩石组成以主要组分计，含量以wt％提供：
组分 浓度
P2O5 25-31
CaO 41-48
Al2O3 0.3-0.9
Fe2O3 0.2-0.5
Na2O 0.2-0.6
K2O 0.2-0.5
F 2.1-3.2
SiO2 5-12
在连续操作条件下，在设备中生产磷酸盐岩。向装有搅拌器的岩石分解单元的第一反应器中进料11t/h粉碎至1-2mm部分的岩石和49.9kg/h的12％盐酸，反应在通过溢流连接的级联反应器中在55℃下进行。结果是含有以五氧化二磷计含有4.5％的磷酸盐的磷酸盐浆液，将其供给至过滤器。过滤导致不溶性沉淀分离，洗涤所述沉淀而除去磷酸盐，并将洗涤溶液返回至系统。在以2.8kg/h的量分离不溶性残余物之后，以57.8kg/h的量将磷酸盐溶液进料至中和单元，其是配备有搅拌器的级联反应器，在其中也以相对于100％CaCO33.5kg/h的量进料碳酸钙在氯化物溶液中的浆液。该过程在60℃的温度下进行。在中和期间pH值升高到3.0导致获得含有以五氧化二磷计3.6％的磷酸盐的磷酸盐浆液，将所述浆液在过滤过程中分成55.1kg/h的量的氯化物溶液和湿磷酸盐，湿磷酸盐在洗涤时以7.9kg/h的量进料至干燥器中，而洗涤水返回到系统中。将部分的氯化物溶液从系统中提取出，并将49.8kg/h的溶液进料至氯化物分解单元中，其是具有搅拌器的级联反应器。将7.2kg/h的量的98％硫酸进料至级联的第一反应器中。氯化物的分解产生石膏二水合物在盐酸中的浆液。通过过滤并在洗涤时分离石膏而以19.6kg/h的量从过程中移除氯化物。从氯化物分解单元以45.9kg/h的量将盐酸进料至岩石分解单元，而同时从该过程之外以4.0kg/h的量供给缺少的盐酸。
在滤饼干燥后，从中和单元获得固体磷酸盐，所述盐基本上是主要物质含量为99％的氟磷灰石。
实施例2
在连续操作条件下在设备中生产类似于实施例1中的岩石的磷酸盐岩。向配备有搅拌器的岩石分解单元的第一反应器中进料11t/h粉碎至1-2mm部分的岩石和50.7kg/h的12％盐酸，反应在通过溢流连接的级联反应器中在55℃下进行。将相对于100％CaCO31.3kg/h的量的碳酸钙浆液进料至分解级联的最后的反应器中，而在最后的反应器中获得pH＝0.8的介质。结果是含有以五氧化二磷计4.9％的磷酸盐的磷酸盐浆液，将其供应至过滤器。过滤导致不溶性沉淀的分离，将所述沉淀洗涤而除去磷酸盐，并将洗涤溶液返回至系统。在以3.2kg/h的量分离不溶性残余物之后，以64kg/h的量将磷酸盐溶液进料至中和单元，其是配备有搅拌器的级联反应器，其中碳酸钙在氯化物的溶液中的浆液以相对于100％CaCO3计2.2kg/h的量进料。该过程在60℃的温度下进行。在中和期间pH值升高到3.0，导致获得含有以五氧化磷计4.1％的磷酸盐的磷酸盐浆液，所述浆液在过滤过程中分成59.8kg/h的量的氯化物溶液和湿磷酸盐，湿磷酸盐在洗涤时以7.9kg/h的量进料至干燥器，而洗涤水返回到系统中。将一部分氯化物溶液从系统中提取出，并将39.6kg/h的溶液进料至氯化物分解单元中，其是具有搅拌器的级联反应器。以4.6kg/h的量将98％硫酸进料至级联的第一反应器中。氯化物的分解产生石膏二水合物在盐酸中的浆液。通过过滤并在洗涤时分离出石膏，以9.9kg/h的量从过程中移除氯化物。将氯化物分解单元的盐酸以39.3kg/h的量进料至岩石分解单元，而从过程之外以11.3kg/h的量供给缺少的盐酸。
在滤饼干燥后，从中和单元获得固体磷酸盐，所述盐基本上是主要物质含量为27％的氟磷灰石，并且其余的盐为水合物和无水物的混合物的形式的磷酸氢钙，以及磷酸钙。

Claims (6)

1.一种固体磷酸盐，其是式Ca5(PO4)3F的氟磷灰石与式CaHPO4x nH2O的磷酸氢钙的混合物，其中n为0至2，所述混合物含有27wt％至99wt％的量的氟磷灰石和以上述盐中的P2O5计35wt％至45wt％的量的磷。
2.一种用于由具有20wt％至32wt％的P2O5含量和1.5wt％至4.5wt％的MgO含量的磷酸盐岩制备权利要求1所述的固体磷酸盐的方法，使用通过用盐酸水溶液在级联反应器中处理以形成由不溶性残余物和磷酸盐的水溶液组成的悬浮液，随后分离不溶性残余物，用碳酸钙的悬浮液中和磷酸盐的水溶液并过滤以产生固体形式的磷酸盐和氯化钙的溶液的磷酸盐岩分解的一步直流方法，其特征在于，在分离所述不溶性残余物的阶段之前，将所述磷酸盐的溶液预中和至0.6至2.0的pH值，在分解阶段使用的盐酸溶液的浓度为10％至13％，并且所述分解阶段在40°至70℃的温度下进行，其中盐酸与钙的摩尔比为1.6至2.2，将过滤后得到的所述磷酸盐用水洗涤，干燥所述磷酸盐以获得二水合物或无水物或它们的混合物，并且用硫酸处理氯化钙的溶液而获得盐酸和石膏二水合物，并将盐酸返回至所述分解阶段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在岩分解阶段使用的pH调节剂是具有25％至35％的浓度的碳酸钙悬浮液。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将获得的沉淀物用水洗涤以降低所述磷酸盐中氯化物的含量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述不溶性残余物在过滤后用水洗涤，并将获得的洗涤溶液返回至所述磷酸盐的溶液中。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获得的所述氯化钙具有18％至22％的浓度。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112158821B (zh) * 2020-09-06 2023-08-11 桂林理工大学 一种镉-氟磷灰石固溶体制备方法及其应用
CN113233438B (zh) * 2021-06-15 2022-11-01 瓮福（集团）有限责任公司 一种磷酸氢钙产品控砷增产的方法
RU2768022C1 (ru) * 2021-08-02 2022-03-23 Тураев Дмитрий Юрьевич Способ получения кислых и среднего фосфатов кальция

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919395A (en) * 1970-11-18 1975-11-11 United States Gypsum Co Process for extraction of phosphorus compounds
FR2273760B3 (zh) * 1974-06-05 1978-12-29 Israel Chemicals Ltd
CN101434386A (zh) * 2007-11-12 2009-05-20 黄明科 一种稀酸分解中低品位磷矿生产精细磷酸盐的方法
WO2015082468A1 (fr) * 2013-12-02 2015-06-11 Ecophos S.A. Source de phosphate pour l'agriculture et l'alimentaire

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB953156A (en) 1961-08-20 1964-03-25 Makhtsavei Israel Improvements in or relating to the recovery of phosphoric acid by solvent extraction
GB1051521A (en) 1964-02-20 1966-12-14 Israel Mining Ind Inst For Res Improvements in or relating to a process for the production of substantially iron free aqueous solution of phosphoric acid
CA968125A (en) * 1970-11-18 1975-05-27 Douglas O. Hauge Process for extraction of phosphorus compounds
UST962001I4 (en) * 1976-10-06 1977-09-06 Tennessee Valley Authority Preparation of dicalcium phosphate from phosphate rock by the use of sulfur dioxide, water, and carbonyl compounds
CN85100187B (zh) * 1985-04-01 1985-09-10 陕西省化学肥料工业公司 磷矿化学分离法
SU1399300A1 (ru) * 1985-11-19 1988-05-30 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени фосфорного удобрени
SU1470663A1 (ru) 1986-09-04 1989-04-07 Предприятие П/Я А-7125 Способ получени дикальцийфосфата
US5939039A (en) * 1997-01-16 1999-08-17 Orthovita, Inc. Methods for production of calcium phosphate
US6169222B1 (en) * 1999-06-14 2001-01-02 James C. Barber And Associates Inc. Remediation of soil polluted with phosphorus-containing wastes
US6921520B2 (en) * 2002-10-07 2005-07-26 James C. Barber And Associates Inc. Process for upgrading raw phosphate ore
BE1015840A3 (fr) * 2003-12-24 2005-10-04 Ecophos Procede d'attaque de minerai de phosphate.
SI2186774T1 (sl) * 2008-10-16 2012-08-31 Ecophos S A Postopek priprave fosforne kisline z visoko ÄŤistoto

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919395A (en) * 1970-11-18 1975-11-11 United States Gypsum Co Process for extraction of phosphorus compounds
FR2273760B3 (zh) * 1974-06-05 1978-12-29 Israel Chemicals Ltd
CN101434386A (zh) * 2007-11-12 2009-05-20 黄明科 一种稀酸分解中低品位磷矿生产精细磷酸盐的方法
WO2015082468A1 (fr) * 2013-12-02 2015-06-11 Ecophos S.A. Source de phosphate pour l'agriculture et l'alimentaire

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Publication number Publication date
EA201692454A1 (ru) 2017-09-29
RU2627403C1 (ru) 2017-08-08
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