一種制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法，該方法用工業(yè)級(jí)磷酸或硫酸萃取的磷酸或是硝酸分解磷礦、冷凍結(jié)晶分離硝酸鈣后的硝酸分解液來制取磷酸二銨和磷酸三銨，然后再與硝酸鈣或氯化鈣復(fù)分解反應(yīng)制取磷酸二鈣、磷酸三鈣，具體的生產(chǎn)工藝包括：第一步，中和、除雜；第二步，復(fù)分解；第三步，過濾、烘干。本發(fā)明提供的方法可制備磷酸二鈣或磷酸三鈣產(chǎn)品，進(jìn)一步生產(chǎn)飼料級(jí)、食品級(jí)磷酸二鈣或磷酸三鈣產(chǎn)品；本方法工藝簡單、排放廢物少，與環(huán)境友好，用于傳統(tǒng)磷化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品升級(jí)換代能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。適用于有氨、硝酸或磷銨生產(chǎn)的企業(yè)。
【專利說明】一種制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磷酸鈣鹽，具體來說，涉及磷酸二鈣(俗稱磷酸氫鈣)、磷酸三鈣，進(jìn)一步來說，涉及磷酸二鈣和磷酸三鈣的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷酸二鈣或磷酸三鈣主要用作畜禽飼料添加劑和化學(xué)肥料及用于陶瓷、彩色玻璃制造等。由于磷酸三鈣中鈣磷比更接近動(dòng)物的骨骼組成，因此，美國、西歐、獨(dú)聯(lián)體國家生產(chǎn)的磷酸三鈣絕大部分用于畜禽飼料添加劑，約占飼料磷酸鹽的30%~50%。
[0003]目前國內(nèi)外生產(chǎn)磷酸二鈣主要使用工藝是:硫酸分解磷礦，過濾分離出磷石膏， 然后將過濾得到的磷酸用石粉(主要成份為碳酸鈣)、石灰乳(主要成份為氫氧化鈣)分段中和，制得肥料級(jí)和飼料級(jí)磷酸二鈣。
[0004]生產(chǎn)磷酸三鈣的主要使用熱法生產(chǎn)工藝，是以磷礦為主要原料，通過添加磷酸或硅石、鈉鹽在回轉(zhuǎn)窯或旋風(fēng)爐中用高溫和水蒸汽使磷礦中氟脫除出來，形成a -型磷酸三鈣。用此方法生產(chǎn)的磷酸三鈣俗稱脫氟磷酸鈣。由于熱法生產(chǎn)磷酸三鈣在生產(chǎn)過程中無法脫除原料中砷、重金屬等有害雜質(zhì)，因此對(duì)磷礦的質(zhì)量要求很高，我國僅有少量磷礦能達(dá)到。加之生產(chǎn)過程需在1300°C~1500°C下脫氟，物料處于軟化、熔融狀態(tài)，生產(chǎn)控制難度較大，熱源需由液體或氣體燃料提供。以上因素導(dǎo)致了至今我國不能大規(guī)模生產(chǎn)磷酸三鈣的原因。
[0005]用硝酸分解磷礦、冷凍結(jié)晶分離硝酸鈣、氨中和生產(chǎn)硝酸磷肥是成熟的工藝技術(shù)， 但目前僅限于生產(chǎn)肥料。中國專利申請(qǐng)件201110263963.7號(hào)公開了一種非晶磷酸鈣的合成方法，系將四水硝酸鈣和磷酸氫二銨配成溶液，在0°C超聲環(huán)境下生成沉淀，將沉淀抽濾干燥得到非晶磷酸鈣的粉末。但未見將此法工業(yè)化的報(bào)道，該法也不能直接生產(chǎn)磷酸二鈣和磷酸三鈣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法，并進(jìn)一步開拓生產(chǎn)飼料級(jí)、食品級(jí)磷酸二鈣、磷酸三鈣的新途徑。
[0007]發(fā)明人提供的制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法，是用磷酸制取磷酸銨(磷酸二銨和磷酸三銨)再與硝酸鈣或氯化鈣復(fù)分解反應(yīng)制取磷酸二鈣、磷酸三鈣，具體的生產(chǎn)工藝包括:第一步中和、除雜
將磷酸用氨(或氨水)中和，根據(jù)終端產(chǎn)品磷酸二鈣或磷酸三鈣要求，使生成相對(duì)應(yīng)的磷酸二銨或磷酸三銨:
H3PO4 + 2NH3 — (NH4)2HPO4 (NH4)2HPO4 + NH3-(NH4)3PO4
同時(shí)，磷酸中的鈣、鐵、鋁、鎂等雜質(zhì)生成磷酸鹽沉淀(中和渣)經(jīng)過濾分離除去；此磷酸鹽沉淀可作副產(chǎn)品加以回收利用；
對(duì)于冷凍結(jié)晶分離硝酸鈣后的硝酸分解液(主要成分是磷酸)還應(yīng)先添加硫酸或硫酸鹽以除去鈣離子。
[0008]第二步合成磷酸鈣
經(jīng)分離除去沉淀后的溶液主要成分為磷酸二銨或磷酸三銨；將硝酸鈣或氯化鈣加入該溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，使生成含有磷酸二鈣或磷酸三鈣沉淀的物料；
反應(yīng)方程式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種制備磷酸二鈣、磷酸三鈣的方法，其特征在于該方法是用磷酸制取磷酸銨(磷酸二銨和磷酸三銨)再與硝酸鈣或氯化鈣復(fù)分解反應(yīng)制取磷酸二鈣、磷酸三鈣，具體的生產(chǎn)工藝包括:第一步中和、除雜將磷酸用氨(或氨水)中和，根據(jù)終端產(chǎn)品磷酸二鈣或磷酸三鈣要求，使生成相對(duì)應(yīng)的磷酸二銨或磷酸三銨:H3PO4 + 2NH3 — (NH4)2HPO4(NH4)2HPO4 + NH3-(NH4)3PO4同時(shí)，磷酸中的鈣、鐵、鋁、鎂等雜質(zhì)生成磷酸鹽沉淀(中和渣)經(jīng)過濾分離除去；此磷酸鹽沉淀可作副產(chǎn)品加以回收利用；對(duì)于冷凍結(jié)晶分離硝酸鈣后的硝酸分解液(主要成分是磷酸)還應(yīng)先添加硫酸或硫酸鹽以除去鈣離子；第二步復(fù)分解經(jīng)分離除去沉淀后的溶液主要成分為磷酸二銨或磷酸三銨；將硝酸鈣或氯化鈣加入該溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，使生成含有磷酸二鈣或磷酸三鈣沉淀的物料；第三步過濾、烘干復(fù)分解反應(yīng)后得到的物料經(jīng)過濾、洗滌除去銨鹽后烘干、粉碎、篩分后得到磷酸二鈣或磷酸三鈣產(chǎn)品；濾液和洗液主要含硝酸銨或氯化銨，用于回收、制取肥料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一步中，所述原料磷酸是工業(yè)級(jí)磷酸或硫酸萃取磷酸或是硝酸分解磷礦、冷凍結(jié)晶分離硝酸鈣后的硝酸分解液；所述添加硫酸或硫酸鹽的質(zhì)量是理論添加質(zhì)量的80%~95% ;所述硫酸鹽是硫酸銨或硫酸鈉或硫酸鉀。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二步中，所述硝酸鈣是硝酸分解磷礦、冷凍結(jié)晶分離制得的；所述氯化鈣是由碳酸鈣與鹽酸作用結(jié)晶而制得的產(chǎn)品，或是氨堿法生產(chǎn)純堿的副產(chǎn)品，或是氯酸鉀生產(chǎn)的副產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】C01B25/32GK103508431SQ201210214504
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】張欽, 顧春光, 虞江 申請(qǐng)人:顧春光