CN111747390B - 一种饲料级磷酸钙盐生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种饲料级磷酸钙盐生产系统及方法，涉及饲料生产的技术领域，一种饲料级磷酸钙盐生产系统，包括依次通过管道连通的脱硫脱重反应槽、沉清槽、一级中和反应槽、一级浓密机、二级中和反应槽、二级沉清槽、DCP反应槽、二级浓密机、第一离心机和磷酸钙盐生产装置，此系统流程简单，装置设备可大型化，降低成本，易于生产，此外本发明还提出一种饲料级磷酸钙盐生产方法，其步骤包括原料脱杂、混合料浆中和、生产饲料级磷酸钙盐，能够充分利用物料资源，将磷酸净化产生的渣酸作为原料，提高磷的回收利用率，不产白肥，降低原料消耗，节约资源，降低成本，产品质量高，产品可多元化。

Description

一种饲料级磷酸钙盐生产系统及方法

技术领域

本发明涉及饲料生产的技术领域，具体而言，涉及一种饲料级磷酸钙盐生产系统及方法。

背景技术

饲料磷酸盐是主要的无机饲料添加剂，世界上饲料磷酸盐生产能力已超过1000万吨。在国外特别是发达国家，饲料磷酸盐生产已大型化、集中化。品种达20余种，包括钙盐、钠盐、铵盐、钾盐、镁盐和磷酸，其中使用最多、最广泛的是钙盐,钙盐中又以磷酸氢钙为主，目前饲料级磷酸钙盐生产工艺方法主有湿法磷酸两步中和法的传统法和湿法磷酸通过净化后与碳酸钙粉反应合成的直接法，传统法副产大量白肥，这种肥料会对土壤造成一定的污染，原料利用率低，浪费资源，直接法对原料磷矿质量要求过高，需对磷矿中Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO及Cr等含量作严格控制，在磷酸净化过程中产生的渣酸价值低，影响装置经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种饲料级磷酸钙盐的生产系统，此系统流程简单，装置设备可大型化，降低成本，易于生产。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述饲料级磷酸钙盐生产系统来实现的饲料级磷酸钙盐生产方法，此方法实现了资源的循环利用，可回收利用渣酸，提高收率，降低成本，产品可多元化，产品质量高，收率高。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一方面，本申请实施例提供一种饲料级磷酸钙盐生产系统，包括依次通过管道连通的脱硫脱重反应槽、沉清槽、一级中和反应槽、一级浓密机、二级中和反应槽、二级沉清槽、DCP反应槽、二级浓密机、第一离心机和磷酸钙盐生产装置，还包括第一物料回收管道、第二物料回收管道、第三物料回收管道，上述二级沉清槽通过上述第一物料回收管道与上述一级中和反应槽连通，上述二级浓密机通过上述第二物料回收管道与上述一级中和反应槽连通，上述第一离心机通过上述第三物料回收管道与上述二级浓密机连通。

进一步的，在本发明的一些实施例中，还包括渣料处理系统，上述渣料处理系统包括依次通过管道连通的第二离心机、脱钙反应槽和第三离心机，上述第二离心机与上述一级浓密机通过管道连通，还包括第四物料回收管道和第五物料回收管道，上述第二离心机通过上述第四物料回收管道与上述一级浓密机连通，上述第三离心机通过上述第五物料回收管道与上述脱硫脱重反应槽连通。

进一步的，在本发明的一些实施例中，还包括磷酸浓缩净化系统，上述磷酸浓缩净化系统通过管道分别于上述脱硫脱重反应槽和上述磷酸钙盐生产装置连通。

另一方面，本申请实施例提供一种利用上述饲料级磷酸钙盐生产系统来实现的饲料级磷酸钙盐生产方法，其包括的步骤如下：

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽，上述稀磷酸质量浓度为25-26％，上述稀磷酸中P₂O₅质量占比55-60％，再加入品位为28-33％、含固量为62-65％的磷矿浆脱除硫酸根，再加入质量浓度为8-12％的硫化钠溶液脱除重金属离子，再将反应后物料送入上述沉清槽中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制在2.35-2.45，反应后物料送入一级浓密机进行沉清，沉清后将上述一级浓密机中的上部清酸送入二级中和反应槽中，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.7-3.0，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道送入上述一级中和反应槽回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽，加入固体浓度60-62％碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入石灰乳进行中和反应，控制物料pH为7-10，反应后再将混合物料送入二级浓密机沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道送入一级中和反应槽回收，底部物料送入上述第一离心机过滤得到含水12-16％的DCP物料和过滤液，DCP物料中P₂O₅:F浓度比值为300-500、MER为0.04-0.07、As为5-10ppm、Pb为3-10ppm、Cd为1-10ppm、Cr为5-9ppm，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入质量浓度40-54％的净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道送入上述二级浓密机回收。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述原料脱杂步骤中稀磷酸中含P₂O₅与磷矿桨中含P₂O₅的质量比为7-11:1。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述混合料浆中和步骤中上述一级中和反应槽中反应浆料的P₂O₅质量分数为8-12％、反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时，二级中和反应槽中的反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时。

进一步的，在本发明的一些实施例中，还包括渣料处理步骤：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机沉清后，底部物料送入上述第二离心机过滤，将上述第二离心机中的滤液通过上述第四物料回收管道返回上述一级浓密机，将上述第二离心机中的滤饼送入上述脱钙反应槽，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应后物料送入第三离心机过滤，将上述第三离心机中的滤液通过上述第五物料回收管道返回上述脱硫脱重反应槽，将上述第三离心机中的滤饼排至渣场定点堆存。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述渣料处理步骤中，溶出滤饼中的磷酸氢钙的过程中反应料浆中P₂O₅质量分数为7-10％、反应温度45-50℃、料浆pH为1.5-1.8、反应时间8-15分钟，上述加入硫酸钠和碳酸钠除杂的过程中反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为1.5-2％、pH控制在2.4-3.0、反应时间1.0-1.5小时。

进一步的，在本发明的一些实施例中，还包括磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比50-60％、质量浓度45-48％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，得到P₂O₅质量占比40-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽，将P₂O₅质量占比43-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述磷酸净化步骤中磷酸浓缩净化系统采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，上述磷酸净化步骤中的净化磷酸中P₂O₅:F浓度比为250-500、MER为0.05-0.11，SO₄ ^2-质量分数为1.5-3％、As为1-8ppm、Pb为1-8ppm、Cd为1-8ppm、Cr为1-53ppm。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种饲料级磷酸钙盐生产系统，包括依次通过管道连通的脱硫脱重反应槽、沉清槽、一级中和反应槽、一级浓密机、二级中和反应槽、二级沉清槽、DCP反应槽、二级浓密机、第一离心机和磷酸钙盐生产装置，还包括第一物料回收管道、第二物料回收管道、第三物料回收管道，上述二级沉清槽通过上述第一物料回收管道与上述一级中和反应槽连通，上述二级浓密机通过上述第二物料回收管道与上述一级中和反应槽连通，上述第一离心机通过上述第三物料回收管道与上述二级浓密机连通。

这样的饲料级磷酸钙盐生产系统，整个系统流程简单，装置设备可大型化，节省投资成本，通过设置多级中和反应槽和多级浓密机可以使反应更加完全，提高产品质量，副产物料可回收利用，节省原料，提高收率，降低生产成本，有利于生产。

一种利用上述饲料级磷酸钙盐生产系统来实现的饲料级磷酸钙盐生产方法，其步骤包括原料脱杂、混合料浆中和、生产饲料级磷酸钙盐。

这样的饲料级磷酸钙盐生产方法，能够充分利用物料资源，提高副产物的回收利用率，降低原料消耗，提高收率，节约资源，降低成本，产品质量高，产品可多元化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中饲料级磷酸钙盐生产系统的结构示意图。

图标：1-脱硫脱重反应槽；2-沉清槽；3-一级中和反应槽；4-一级浓密机；5-二级中和反应槽；6-二级沉清槽；7-DCP反应槽；8-二级浓密机；9-第一离心机；10-第二离心机；11-脱钙反应槽；12-第三离心机；13-第一物料回收管道；14-第二物料回收管道；15-第三物料回收管道；16-第四物料回收管道；17-第五物料回收管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种饲料级磷酸钙盐生产系统，包括依次通过管道连通的脱硫脱重反应槽1、沉清槽2、一级中和反应槽3、一级浓密机4、二级中和反应槽5、二级沉清槽6、DCP反应槽7、二级浓密机8、第一离心机9和磷酸钙盐生产装置，还包括第一物料回收管道13、第二物料回收管道14、第三物料回收管道15，上述二级沉清槽6通过上述第一物料回收管道13与上述一级中和反应槽3连通，上述二级浓密机8通过上述第二物料回收管道14与上述一级中和反应槽3连通，上述第一离心机9通过上述第三物料回收管道15与上述二级浓密机8连通。

在上述实施例中，将物料送入上述脱硫脱重反应槽1反应除去物料中杂质后送入上述沉清槽2沉清，清液送入上述一级中和反应槽3进行一级中和反应，反应后送入上述一级浓密机4沉清，清液再送入上述二级中和反应槽5进行二级中和反应，反应后送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后底部物料可回收送入上述一级中和反应槽3进行反应再利用，清液送入上述DCP反应槽7反应，反应后物料送入上述二级浓密机8沉清，沉清后清液可回收送入上述一级中和反应槽3进行反应再利用，底部物料送入上述第一离心机9过滤，过滤后的物料送入上述磷酸钙盐生产装置生产饲料级磷酸钙盐，整个系统流程简单，装置设备可大型化，节省投资成本，通过设置多级中和反应槽和多级浓密机可以使反应更加完全，提高产品质量，副产物料可回收利用，节省原料，降低生产成本，有利于生产。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，还包括渣料处理系统，上述渣料处理系统包括依次通过管道连通的第二离心机10、脱钙反应槽11和第三离心机12，上述第二离心机10与上述一级浓密机4通过管道连通，还包括第四物料回收管道16和第五物料回收管道17，上述第二离心机10通过上述第四物料回收管道16与上述一级浓密机4连通，上述第三离心机12通过上述第五物料回收管道17与上述脱硫脱重反应槽1连通。

在上述实施例中，经一级浓密机4处理后的废气物料送入上述第二离心机10脱水过滤，过滤后的滤液可回收送入上述一级浓密机4进行反应再利用，滤饼送入上述脱钙反应槽11反应除杂，溶解出残留可回收利用的物质，并将毒害物质等形成沉淀，然后将反应后沉淀混合物送入上述第三离心机12过滤，滤液可回收送入上述脱硫脱重反应槽1反应再利用，滤饼排至渣场定点堆存，通过上述渣料处理系统，可以有效回收废弃渣料中残留的可利用物质，提高收率，可进一步降低原料消耗，节约生产成本。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，还包括磷酸浓缩净化系统，上述磷酸浓缩净化系统通过管道分别于上述脱硫脱重反应槽1和上述磷酸钙盐生产装置连通。

在上述实施例中，通过上述磷酸浓缩净化系统生产得到的净化磷酸可作为原料送入上述磷酸钙盐生产装置进行磷酸钙盐生产，得到的副产物渣酸也可作为原料送入上述脱硫脱重反应槽1参与后续生产反应，使物料得到了充分利用，节省了原料消耗，降低了生产成本。

如图1所示，一种利用上述饲料级磷酸钙盐生产系统来实现的饲料级磷酸钙盐生产方法，其包括的步骤如下：

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸质量浓度为25-26％，上述稀磷酸和渣酸中P₂O₅质量占比55-60％，再加入品位为28-33％、含固量为62-65％的磷矿浆脱除硫酸根，再加入质量浓度为8-12％的硫化钠溶液脱除重金属离子，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制在2.35-2.45，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.7-3.0，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入固体浓度60-62％碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入石灰乳进行中和反应，控制物料pH为7-10，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水12-16％的DCP物料和过滤液，DCP物料中P₂O₅:F浓度比值为300-500、MER为0.04-0.07、As为5-10ppm、Pb为3-10ppm、Cd为1-10ppm、Cr为5-9ppm，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入质量浓度40-54％的净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收。

在上述实施例中，首先进行原料脱杂，通过在稀磷酸中并入渣酸可以回收利用磷酸净化过程中产生的渣酸，降低生产成本，通过反应除去硫酸根和重金属离子，从而保证产品质量，反应后的物料送入上述一级中和反应槽3进行混合浆料中和，通过多级中和反应以及控制混合浆料pH来确保反应完全，保证产品质量，确保后续过程顺利进行，反应沉清后的底部物料可回收送入上述一级中和反应槽3继续进行生产反应，使物料资源得到充分利用，提高产品收率，降低原料消耗，节约生产成本，沉清后的清液送入上述DCP反应槽7进行生产饲料级磷酸钙盐，反应通过控制物料pH来确保产品质量，反应后物料通过上述第一离心机9过滤得到DCP物料，滤液可送入上述二级浓密机8回收，从而降低原料消耗，节约生产成本，提高产品收率，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，反应得到DCP、MDCP、MCP的饲料级磷酸钙盐产品，整个生产方法能够充分利用物料资源，提高副产物的回收利用率，降低原料消耗，提高收率，节约资源，降低成本，产品质量高，产品可多元化。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述原料脱杂步骤中稀磷酸中含P₂O₅与磷矿浆中含P₂O₅的质量比为7-11:1。

在上述实施例中，通过控制磷矿浆添加比例为磷酸中含P₂O₅与磷矿中含P₂O₅的质量比为7-11:1，节省原料消耗，降低生产成本。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述原料脱杂步骤中硫化钠添加量按理论消耗计算量1.5倍控制。

在上述实施例中，通过控制硫化钠添加量按理论消耗计算量1.5倍，能够保证产品质量，利于生产。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述混合料浆中和步骤中上述一级中和反应槽3中反应浆料的P₂O₅质量分数为8-12％、反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时，二级中和反应槽5中的反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时。

在上述实施例中，通过控制上述混合料浆中和步骤中一级中和反应的浆料中P₂O₅质量分数为8-12％、反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时，二级中和反应的反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时，保证反应顺利进行，有利于生产。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，还包括渣料处理步骤：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液通过上述第四物料回收管道16返回上述一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液通过上述第五物料回收管道17返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存。

在上述实施例中，通过上述渣料处理步骤，可以将上述一级浓密机4沉清后得到的底部物料通过上述第二离心机10、脱钙反应槽11反应处理后将可利用的物质回收再投入生产，从而降低原料消耗，节省生产成本，提高磷收率。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述渣料处理步骤中，溶出滤饼中的磷酸氢钙的过程中反应料浆中P₂O₅质量分数为7-10％、反应温度45-50℃、料浆pH为1.5--1.8、反应时间8-15分钟，上述加入硫酸钠和碳酸钠除杂的过程中反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为1.5-2％、pH控制在2.4-3.0、反应时间1.0-1.5小时。

在上述实施例中，通过控制溶出滤饼中的磷酸氢钙的反应，中料浆P₂O₅质量分数为7-10％、反应温度45-50℃、料浆pH为1.5-1.8、反应时间8-15分钟，除杂的反应料浆SO₄ ^2-质量分数为1.5-2％、pH控制在2.8-3.0、反应时间1.0-1.5小时，从而确保反应顺利进行并使反应完全，有利于生产。

进一步的，在本发明的一些实施例中，还包括磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比50-60％、质量浓度45-48％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，得到P₂O₅质量占比40-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，将P₂O₅质量占比43-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

在上述实施例中，通过上述磷酸净化步骤生产得到的净化磷酸可作为原料送入上述磷酸钙盐生产装置生产饲料级磷酸钙盐，副产得到的渣酸可作为原料送入上述脱硫脱重反应槽1继续进行后续反应，能够使物料充分利用，降低原料消耗，节省生产成本，提高产品收率。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述磷酸净化步骤中磷酸浓缩净化系统采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，上述磷酸净化步骤中的净化磷酸中P₂O₅:F浓度比为250-500、MER为0.05-0.11，SO₄ ^2-质量分数为1.5-3％、As为1-8ppm、Pb为1-8ppm、Cd为1-8ppm、Cr为1-53ppm。

在上述实施例中，通过采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，更有利于净化的进行，能够确保产品质量，保证后续生产环节顺利进行。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸合计P₂O₅质量占比52-55％，再加入含固(质量分数)63％的磷矿浆脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿浆中含P₂O₅的质量比为10:1，再加入硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.5倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入CaCO₃含量98.2％、含固(质量分数)63％的碳酸钙料浆进行一级中和反应，反应物料pH控制在2.4，反应浆料的P₂O₅质量分数11.52％、反应温度45℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入碳酸钙料浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.85，反应温度45℃、反应时间1.5小时，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

渣料处理：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液返回一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为8.5，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水15.3％的DCP物料和过滤液，过滤液送入上述二级浓密机8回收，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收。

表1为本实施例中原料及产品质量指标：

表1

实施例2

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸P₂O₅质量占比55-60％，再加入磷矿粉脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿中含P₂O₅的质量比为9:1，再加入质量浓度为10％的硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.3倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入CaCO₃含量98.2％的碳酸钙粉进行一级中和反应，反应物料pH控制为2.38，反应浆料的P₂O₅质量分数为10.5％、反应温度35℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入碳酸钙粉进行二级中和反应，控制物料pH为2.80，反应温度35℃、反应时间2小时，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

渣料处理：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液返回一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入水和硫酸反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，再加入碳酸钠除杂，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙粉反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为9，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水16％的DCP物料和过滤液，过滤液送入上述二级浓密机8回收，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收。

表2为本实施例中原料及产品质量指标：

表2

实施例3

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸合计P₂O₅质量占比50-57％，再加入磷矿粉脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿粉中含P₂O₅的质量比8:1，再加入质量浓度为10％的硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.4倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，加入CaCO₃含量98.2％的碳酸钙粉进行一级中和反应，反应物料pH控制为2.4，反应浆料的P₂O₅质量分数为10.8％、反应温度40℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入碳酸钙粉进行二级中和反应，控制物料pH为2.9，反应温度40℃、反应时间2小时，反应后再将混.合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙粉反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为9，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水14％的DCP物料和过滤液，过滤液送入上述二级浓密机8回收，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收；

磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比55-58％、质量浓度47％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，得到P₂O₅质量占比42-45％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，将净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

表3为本实施例中原料及产品质量指标：

表3

实施例4

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸合计P₂O₅质量占比48-56％，再加入含固(质量分数)62.5％的磷矿浆脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿浆中含P₂O₅的质量比为8:1，再加入质量浓度为10％的硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.5倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入含固(质量分数)63.5％、CaCO₃含量98.2％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制为2.20，反应浆料的P₂O₅质量分数为9.8％、反应温度40℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入固体浓度63％的碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为3，反应温度38℃、反应时间2.0小时，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

渣料处理步骤：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液通过上述第四物料回收管道16返回一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入水和硫酸反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，反应料浆中P₂O₅质量分数为8％、反应温度35℃、料浆pH为1.6、反应时间10分钟，再加入碳酸钠除杂，反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为1.9％、pH控制为2.9、反应时间2小时，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液通过上述第五物料回收管道17返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为8.2，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水14.2％的DCP物料和过滤液，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收；

磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比50-56％，质量浓度46.5％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，得到P₂O₅质量占比42-46％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，将净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

表4为本实施例中原料及产品质量指标：

表4

实施例5

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸合计P₂O₅质量占比56％，再加入含固(质量分数)63.5％的磷矿浆脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿浆中含P₂O₅的质量比为8:1，再加入质量浓度为10％的硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.3倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入含固(质量分数)61.5％、CaCO₃含量98.2％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制为2.45，反应浆料的P₂O₅质量分数为10.5％、反应温度40℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.8，反应温度40℃、反应时间2小时，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为8.5，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水15.2％的DCP物料和过滤液，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收；

渣料处理步骤：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液通过上述第四物料回收管道16返回一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，反应料浆中P₂O₅质量分数为8.2％、反应温度38℃、料浆pH为1.5、反应时间10分钟，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为1.5％、pH控制在3.0、反应时间1.5小时，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液通过上述第五物料回收管道17返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存；

磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比56-60％，质量浓度46.5％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，采用化学脱氟对磷酸进行净化，得到P₂O₅质量占比40-44％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，将净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

表5为本实施例中原料及产品质量指标：

表5

实施例6

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，上述稀磷酸和渣酸合计P₂O₅质量占比50-59％，再加入磷矿粉脱除硫酸根，磷酸中含P₂O₅与磷矿粉中含P₂O₅的质量比为10:1，再加入质量浓度为10％的硫化钠溶液脱除重金属离子，硫化钠添加量按理论计算量1.5倍控制进行脱重，再将反应后物料送入上述沉清槽2中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入上述一级中和反应槽3，再加入含固(质量分数)61.0％、CaCO₃含量98.2％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制在2.3，反应浆料的P₂O₅质量分数为11.2％、反应温度40℃、反应时间1.5小时，反应后物料送入一级浓密机4进行沉清，沉清后将上述一级浓密机4中的上部清酸送入二级中和反应槽5中，再加入碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.75，反应温度40℃、反应时间2.0小时，反应后再将混合物料送入上述二级沉清槽6沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过上述第一物料回收管道13送入上述一级中和反应槽3回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入上述DCP反应槽7，加入碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入CaO含量5％(质量分数)的石灰乳进行中和反应，控制物料pH为8.5，反应后再将混合物料送入二级浓密机8沉清，沉清后上部清液通过上述第二物料回收管道14送入一级中和反应槽3回收，底部物料送入上述第一离心机9过滤得到含水14.8％的DCP物料和过滤液，过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收，将DCP物料送入上述磷酸钙盐生产装置，加入净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，上述过滤液通过上述第三物料回收管道15送入上述二级浓密机8回收；

渣料处理步骤：上述混合料浆中和步骤中物料经上述一级浓密机4沉清后，底部物料送入上述第二离心机10过滤，将上述第二离心机10中的滤液通过上述第四物料回收管道16返回一级浓密机4，将上述第二离心机10中的滤饼送入上述脱钙反应槽11，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，反应料浆中P₂O₅质量分数为9％、反应温度49℃、料浆pH为1.5、反应时间10分钟，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为2％、pH控制为2.9、反应时间1.5小时，反应后物料送入第三离心机12过滤，将上述第三离心机12中的滤液通过上述第五物料回收管道17返回上述脱硫脱重反应槽1，将上述第三离心机12中的滤饼排至渣场定点堆存；

磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比48-60％、质量浓度46.5％的浓磷酸送入上述磷酸浓缩净化系统，采用气提脱氟对磷酸进行净化，得到P₂O₅质量占比42-46％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入上述脱硫脱重反应槽1，将净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

表6为本实施例中原料及产品质量指标：

表6

综上所述，本发明实施例的一种饲料级磷酸钙盐生产系统和利用上述饲料级磷酸钙盐生产系统来实现的饲料级磷酸钙盐生产方法，整个系统流程简单，装置设备可大型化，节省投资成本，通过设置多级中和反应槽和多级浓密机可以使反应更加完全，提高产品质量，副产物料可回收利用，节省原料，降低生产成本，有利于生产；生产方法能够充分利用物料资源，提高副产物的回收利用率，降低原料消耗，提高收率，节约资源，降低成本，产品质量高，产品可多元化。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种饲料级磷酸钙盐生产系统，其特征在于，包括依次通过管道连通的脱硫脱重反应槽、沉清槽、一级中和反应槽、一级浓密机、二级中和反应槽、二级沉清槽、DCP反应槽、二级浓密机、第一离心机和磷酸钙盐生产装置，还包括第一物料回收管道、第二物料回收管道、第三物料回收管道，所述二级沉清槽通过所述第一物料回收管道与所述一级中和反应槽连通，所述二级浓密机通过所述第二物料回收管道与所述一级中和反应槽连通，所述第一离心机通过所述第三物料回收管道与所述二级浓密机连通；还包括渣料处理系统，所述渣料处理系统包括依次通过管道连通的第二离心机、脱钙反应槽和第三离心机，所述第二离心机与所述一级浓密机通过管道连通，还包括第四物料回收管道和第五物料回收管道，所述第二离心机通过所述第四物料回收管道与所述一级浓密机连通，所述第三离心机通过所述第五物料回收管道与所述脱硫脱重反应槽连通。

2.根据权利要求1所述的饲料级磷酸钙盐生产系统，其特征在于，还包括磷酸浓缩净化系统，所述磷酸浓缩净化系统通过管道分别与所述脱硫脱重反应槽和所述磷酸钙盐生产装置连通。

3.一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，采用上述权利要求1-2任意一项所述的饲料级磷酸钙盐生产系统，还包括如下步骤：

原料脱杂：将稀磷酸和渣酸送入所述脱硫脱重反应槽，所述稀磷酸质量浓度为25-26％，所述稀磷酸中P₂O₅质量占比55-60％，再加入品位为28-33％、含固量为62-65％的磷矿浆脱除硫酸根，再加入质量浓度为8-12％的硫化钠溶液脱除重金属离子，再将反应后物料送入所述沉清槽中，沉清得上层清酸a；

混合料浆中和：将清酸a送入所述一级中和反应槽，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行一级中和反应，反应物料pH控制在2.35-2.45，反应后物料送入一级浓密机进行沉清，沉清后将所述一级浓密机中的上部清酸送入二级中和反应槽中，再加入固体浓度60-62％的碳酸钙浆进行二级中和反应，控制物料pH为2.7-3.0，反应后再将混合物料送入所述二级沉清槽沉清，沉清后取得上部清酸b，底部物料通过所述第一物料回收管道送入所述一级中和反应槽回收；

生产饲料级磷酸钙盐：将清酸b送入所述DCP反应槽，加入固体浓度60-62％碳酸钙浆反应得到磷酸氢钙浆料，再加入石灰乳进行中和反应，控制物料pH为7-10，反应后再将混合物料送入二级浓密机沉清，沉清后上部清液通过所述第二物料回收管道送入一级中和反应槽回收，底部物料送入所述第一离心机过滤得到含水12-16％的DCP物料和过滤液，DCP物料中P₂O₅:F浓度比值为300-500、MER为0.04-0.07、As为5-10ppm、Pb为3-10ppm、Cd为1-10ppm、Cr为5-9ppm，将DCP物料送入所述磷酸钙盐生产装置，加入质量浓度40-54％的净化磷酸反应，得到DCP或MDCP或MCP，所述过滤液通过所述第三物料回收管道送入上述二级浓密机回收。

4.根据权利要求3所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，所述原料脱杂步骤中稀磷酸中含P₂O₅与磷矿桨中含P₂O₅的质量比为7-11:1。

5.根据权利要求3所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，所述混合料浆中和步骤中所述一级中和反应槽中反应浆料的P₂O₅质量分数为8-12％、反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时，二级中和反应槽中的反应温度30-50℃、反应时间1.0-2.5小时。

6.根据权利要求3所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，还包括渣料处理步骤：所述混合料浆中和步骤中物料经所述一级浓密机沉清后，底部物料送入所述第二离心机过滤，将所述第二离心机中的滤液通过所述第四物料回收管道返回所述一级浓密机，将所述第二离心机中的滤饼送入所述脱钙反应槽，再加入磷酸和水反应溶出滤饼中的磷酸氢钙，再加入硫酸钠和碳酸钠除杂，反应后物料送入第三离心机过滤，将所述第三离心机中的滤液通过所述第五物料回收管道返回所述脱硫脱重反应槽，将所述第三离心机中的滤饼排至渣场定点堆存。

7.根据权利要求6所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，所述渣料处理步骤中，溶出滤饼中的磷酸氢钙的过程中反应料浆中P₂O₅质量分数为7-10％、反应温度45-50℃、料浆pH为1.5-1.8、反应时间8-15分钟，所述加入硫酸钠和碳酸钠除杂的过程中反应料浆中SO₄ ^2-质量分数为1.5-2％、pH控制在2.4-3.0、反应时间1.0-1.5小时。

8.根据权利要求4所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，还包括磷酸净化步骤：将P₂O₅质量占比50-60％、质量浓度45-48％的浓磷酸送入所述磷酸浓缩净化系统，得到P₂O₅质量占比40-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸和渣酸，将渣酸送入所述脱硫脱重反应槽，将P₂O₅质量占比43-47％、质量浓度40-54％的净化磷酸送入磷酸钙盐生产装置。

9.根据权利要求8所述的一种饲料级磷酸钙盐的生产方法，其特征在于，所述磷酸净化步骤中磷酸浓缩净化系统采用化学脱氟或气体脱氟对磷酸进行净化，所述磷酸净化步骤中的净化磷酸中P₂O₅:F浓度比为250-500、MER为0.05-0.11，SO₄ ^2-质量分数为1.5-3％、As为1-8ppm、Pb为1-8ppm、Cd为1-8ppm、Cr为1-53ppm。

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