CN1249269A - 一种磷酸氢钙湿法生产新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种磷酸氢钙的湿法生产新工艺,经过选料、混料、加热反应、脱氟、烘干、粉碎、过筛、包装等步骤,所选用的原料为麦饭石、磷矿石和磷酸,将麦饭石、磷矿石粉碎成粉末状,再与磷酸水溶液混合并加热反应,从反应后的混合物中分离出重金属等有害物质,经烘干、粉碎、过筛并经产品检验后包装成品,整个生产过程在封闭的条件下进行。本发明的优点是:自动化程度高,无粉尘、废渣、废水污染,耗能低,产成品率高。

Description

一种磷酸氢钙湿法生产新工艺

本发明涉及一种生产饲料级磷酸氢钙的新工艺，特别是指一种由粉状麦饭石、磷矿石在磷酸水溶液中化学反应并浓缩干燥而成的封闭式自动化生产工艺。

饲料添加剂是现代畜牧业发展不可缺少的重要原材料之一。在国际上被称为饲料工业的“核心”。磷酸氢钙是最佳饲料添加剂，在饲料中添加3-5％，可提高畜产品产量15-20％，节约粮食25％。目前国内年需求量在60万吨以上，预计“十五”期间需求量将达到100万吨以上。由于我国磷酸氢钙生产处于初级阶段，尚不能满足需要，需进口40万吨。

目前国外生产磷酸氢钙一般采用湿法生产，原料为磷矿粉、石灰石和硫酸，运用蒸气加热工艺。国内传统生产磷酸氢钙的方法为干法生产，原料为磷矿石、石灰石，运用电极加热(1500-1800℃)工艺。上述方法存在的缺点是：生产能耗大，吨产品耗能800Kg标准煤，成品率低，原材料与产成品比率为5∶1)，并形成粉尘、废酸、废渣污染。

本发明的目的在于在传统磷酸氢钙生产工艺的基础上，提出一种高效、节能、清洁的磷酸氢钙生产新工艺，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明提供的生产磷酸氢钙新工艺经过以下步骤：

选料、混料、反应、脱氟、烘干、粉碎、过筛、产品检验、包装出库。

一、原料及配比：

本发明的原材料为麦饭石、磷矿石和磷酸，麦饭石、磷矿石为动物化石所形成，属“螯合型”骨质磷酸钙(BPL)，与动物骨中磷钙比最为接近，易在动物体内溶解被吸收，产品中富含磷酸氢钙。麦饭石一族化合物化学通式Ca₁₀(PO₄)₆X₆，其中X可以是F、OH、CL、1/2Ca或1/2SiF，显而易见其化学反应是非常复杂的，磷矿石、麦饭石所含磷酸钙和其它化合物的组成各异，这就使得生产条件和化学过程更为复杂。

将麦饭石、磷矿石粉碎成细度为100-200目的粉状，磷酸配成浓度为65-85％的水溶液，将麦饭石粉、磷矿石粉和磷酸水溶液以重量配比为1∶1∶1的比例混合。

二、过磷酸钙的获得：

高浓度过磷酸钙的主要化学组分是一水磷酸的钙盐(CaH₄P₂O₈H₂O)，磷酸氢钙品质通常是用P₂O₅的含量鉴定和表示的，P₂O₅的表现形态为过磷酸钙。传统工艺方法生产的过磷酸钙中P₂O₅含量通常达到22-40％，因此，生产磷酸氢钙原料与产成品比为5∶1，本工艺可使过磷酸钙中P₂O₅含量达到96.96％，故本法生产磷酸氢钙原料与产成品的比例为1.5∶1。

本发明中过磷酸钙的取得是通过麦饭石粉、磷矿石粉在磷酸水溶液中旋转并发生化学反应获得的，其化学反应式为：

磷酸与麦饭石、磷矿石的反应经过初期的流动阶段，再经塑性阶段进入干燥阶段。将粉碎后的麦饭石粉和磷矿石粉加入到锥型混合器中，同时通过喷嘴喷入雾化的磷酸，在搅拌中，酸的喷射流透过翻动的矿粉团，使雾状的酸滴与很细的矿粉迅速反应，反应温度控制在100-150℃，反应时间20-40秒，形成一种泥浆状物料下落到混合器的底部。塑性阶段是在化成室中进行的，本发明中化成室为封闭的皮带运输机，在继续加热下进一步反应10-30分钟；最后进入干燥阶段，通过烘干机进行干燥10-20分钟，温度控制在150-200℃。

三、脱氟：

本发明中由于矿石中含有较多的杂质，如氟、砷和铁、铝、铅等重金属，因此需将该杂质除去，该步骤可在反应过程中塑性阶段前或后进行，将获得的粥样混合物送入封闭的脱氟槽中，在100-150℃下经10-20分钟搅拌，脱去氟和其它重金属。沉降和蒸发的有害杂质经回收罐回收。

四、成品：

粉碎、过筛后，成品包装，就此实现麦饭石、磷矿石、磷酸百分之百反应合成。

本发明的优点概括为以下方面：

1.整个生产过程是在封闭状态下循环运行的，由微机控制作业，自动化程度高，无粉尘、废渣、废水污染。

2.脱氟采用电加热方法，替代国外湿法生产用蒸气加热工艺和国内干法生产用电极加热工艺，使能耗大大降低。

3.本工艺可实现麦饭石、磷矿石、磷酸百分之百反应合成，过磷酸钙中P₂O₅含量达到96.96％，产成品率高，磷酸氢钙的原料与产成品的比例为1.5∶1。。

下面提供本发明的实施例。

实施例一：以年产1000吨规模的生产线为例，采用湿法新工艺生产饲料级磷酸氢钙。

将麦饭石、磷矿石粉碎成细度为100-200目的粉状，磷酸配成浓度为65-85％的水溶液，将麦饭石粉、磷矿石粉和磷酸水溶液以重量配比为1∶1∶1的比例混合；在锥型混合器中进行过磷酸钙合成，将麦饭石粉和磷矿石粉加入锥型混合器中，由喷嘴喷入浓度为65-85％的磷酸水溶液，旋转搅拌均匀，加热温度控制在100-120℃，反应时间为40秒；将粥样混合物送入化成室，在封闭的皮带运输机中继续加热反应10-30分钟；反应后的混合物进入脱氟槽，脱氟槽采用双层电加热工艺，搅拌15分钟脱氟，使过磷酸钙中重金属等有害物质全部分离，使产品纯度达到100％；粥样混合物进入烘干机干燥15分钟，温度控制在150-200℃；经粉碎过筛后，将成品包装入库。本生产线从原料粉碎、混合反应、产成品的生产过程是在全封闭的状态下循环运行的，无粉尘、废渣、废水污染。

采用本工艺生产饲料级磷酸氢钙，产成品比率为1.5∶1，每吨耗能(标准煤)200kg，经检测产品中含磷17.4％(国家标准16％)，含钙21.4％(国家标准21％)。

实施例二：以年产5万吨生产线为例，采用湿法新工艺生产饲料级磷酸氢钙。

将麦饭石、磷矿石粉碎成细度为100-200目的粉状，磷酸配成浓度为65-85％的水溶液，将麦饭石粉、磷矿石粉和磷酸水溶液以重量配比为1∶1∶1的比例混合；在锥型混合器中进行过磷酸钙合成，加热温度控制在120-150℃，反应时间为20秒；将粥样混合物送入脱氟槽，脱氟槽采用双层电加热方式，搅拌10-20分钟脱氟，过磷酸钙中重金属等有害物质全部分离，使产品纯度达到100％；除重金属后的粥样混合物通过化成室，进一步加热反应20分钟左右，进入烘干机干燥15分钟，温度控制在150-200℃；经粉碎过筛后，将成品包装入库。本生产线从原料粉碎、混合反应、产成品的生产过程是在全封闭的状态下循环运行的，无粉尘、废渣、废水污染。

采用本工艺生产饲料级磷酸氢钙，产成品比率为1.5∶1，每吨耗能(标准煤)200kg，经检测产品中含磷17.5％(国家标准16％)，含钙21.6％(国家标准21％)。

Claims (5)

1.一种磷酸氢钙的湿法生产新工艺，经过以下步骤：选料、混料、加热反应、脱氟、烘干、粉碎、过筛、产品检验、包装出库，其特征在于：所选用的原料为麦饭石、磷矿石和磷酸；将麦饭石、磷矿石粉碎成粉末状，再与磷酸水溶液混合并加热反应；从反应后的混合物中分离出重金属等有害物质；经烘干、粉碎、过筛并经产品检验后包装成品，整个生产过程在封闭的条件下进行。

2.根据权利要求1所述的磷酸氢钙湿法生产新工艺，其特征在于麦饭石粉和磷矿石粉细度为100-200目，磷酸水溶液浓度为65-85％，麦饭石粉、磷矿石粉、磷酸的配比为1∶1∶1。

3.根据权利要求1、2所述的磷酸氢钙湿法生产新工艺，其特征在于过磷酸钙形成过程中原料化学反应过程的温度为100-150℃，反应时间20-40秒。

4.根据权利要求1所述的磷酸氢钙湿法生产新工艺，其特征在于，在脱氟槽中采用电加热10-20分钟内分离除去重金属等杂质。

5.根据权利要求1所述的磷酸氢钙湿法生产新工艺，其特征在于，经脱氟后的混合物通过烘干机在150-200℃下干燥10-20分钟。