專利名稱：飼料磷酸氫鈣新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的化學(xué)工藝技術(shù)，特別適用于缺乏黃磷、硫酸、磷精礦資源的地區(qū)。
目前，國外生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣，普遍以電爐法黃磷制備的熱法磷酸和以硫酸分解磷精礦制備的濕法精制磷酸為原料技術(shù)路線(見“磷、磷酸及磷酸鹽現(xiàn)狀、應(yīng)用與發(fā)展”，四川成都化工研究設(shè)計院，原文載于《無機(jī)鹽工業(yè)》1989年第3期第18頁)。黃磷、硫酸、磷精礦是比較緊缺和昂貴的化工原料。
國內(nèi)，多年來研究開發(fā)的鹽酸法沉淀磷酸氫鈣，其工藝技術(shù)為二步中和法，第一步中和制得沉淀磷肥;第二步中和得到飼料級磷酸氫鈣，磷肥與飼料重量比約3∶1，即飼料產(chǎn)率僅25%;湖北省化學(xué)研究所姚、王二人開發(fā)的鹽酸法“Cy-1流程”，系采用鹽析法先生產(chǎn)出中間產(chǎn)品氯磷酸鈣，再重新打漿加石灰乳復(fù)分解制成飼料級磷酸氫鈣和氯化鈣，或者將氯磷酸鈣熱分解為無水磷酸氫鈣(見“鹽酸法生產(chǎn)飼鈣新工藝研究”，湖北省化學(xué)研究所，原文載于《無機(jī)鹽工業(yè)》1988年第1期第6頁)。二步中和法的缺點是，將氟、鉛、鎘、汞、砷等有害元素和不溶性鐵，鋁、鎂磷酸鹽富集于沉淀磷肥中，給農(nóng)田環(huán)境造成危害，同時飼料級磷酸氫鈣產(chǎn)率低、效率差。鹽酸法“Cy-1流程”，工藝流程不盡合理，冷量、熱量消耗較大，氯化鈣問題仍未解決，工業(yè)實用意義欠佳。
本發(fā)明的目的，在于尋求鹽酸分解磷礦選擇性反應(yīng)、一步中和、氯化鈣再生復(fù)用的工藝方法和條件，開發(fā)鹽酸法新工藝，實現(xiàn)以磷礦石原礦為原料，一步中和飼料級磷酸氫鈣產(chǎn)率100%，全封閉循環(huán)過程、不污染環(huán)境、本發(fā)明的內(nèi)容和實施方法如下1.礦漿反應(yīng)用助劑硅酸鈉、水和粒度為-1mm的磷礦粉配制成礦漿(助劑、水、礦的重量比為1∶18∶45)。將礦漿輸入反應(yīng)器，攪拌升溫至50-70℃，均勻、緩慢地加入濃度為30%的鹽酸(為理論量的100-103%)，在常壓封閉條件下，反應(yīng)10-20分鐘。反應(yīng)后的礦漿經(jīng)過濾分離得到濾酸(Ⅰ)，濾餅為硅渣。主要化學(xué)反應(yīng)式為
2.凈化精制將濾酸(Ⅰ)輸入反應(yīng)器，攪拌升溫至35-50℃，加入氟沉淀劑氯化鈉〔氯化鈉與濾酸(Ⅰ)的重量比為1-1.3∶100〕，在常壓條件下反應(yīng)10-20分鐘。將反應(yīng)后的濾酸(Ⅰ)輸入陳化沉淀槽，在常溫下陳化沉淀40-50小時，陳化澄清液即為脫氟后的濾酸(Ⅱ)，沉淀物為副產(chǎn)品Na2SiF6;將濾酸(Ⅱ)輸送流經(jīng)陽離子交換樹脂柱，在常溫常壓下濾酸(Ⅱ)與樹脂接觸3-5分鐘即可除去其中的鉛、銅、鎘、汞等有害元素而得到精制的濾酸(Ⅲ)。
3.中和反應(yīng)將濾酸(Ⅲ)輸入反應(yīng)器，在攪拌條件下升溫至40-50℃，均勻、緩慢地加入濃度為30-40%的石灰乳〔石灰乳與濾酸(Ⅲ)的重量比為0.25-0.30∶1〕，在常壓條件下反應(yīng)1-2小時，過濾分離獲得的濕濾餅在≤75℃下烘干后即為飼料級磷酸氫鈣(CaHPO4·2H2O)產(chǎn)品，濾液為濃度23-30%的氯化鈣溶液?；瘜W(xué)反應(yīng)式為
4.回收再生氯化鈣溶液回收，有兩種方法可供選用或兼?zhèn)涫褂?。一是采用已有技術(shù)加工成副產(chǎn)品氯化鈣;二是本發(fā)明開發(fā)的再生法將氯化鈣溶液蒸發(fā)濃縮至濃度45-75%，然后加壓(5-10kg/cm2)噴入熱分解爐，在有水蒸汽存在和＞500℃溫度下，發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成的HCl和Ca(OH)2快速分離排出后可供復(fù)用。化學(xué)反應(yīng)式為
發(fā)明的工藝過程示意圖，詳見附圖。


如下方框為主要生產(chǎn)工序;
實線表示固體物料;
點劃線表示液體物料;
虛線表示氣體物料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，主要優(yōu)點是它以氯堿廠的副產(chǎn)品鹽酸和磷礦石原礦為原料，一步中和飼料級磷酸氫鈣產(chǎn)率100%;氯化鈣可再生復(fù)用，硅渣可作水泥原料;全封閉循環(huán)，無廢、毒氣，無廢、污水，不污染環(huán)境;產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都比較先進(jìn)。
實施例如下用云南尖山磷礦石和工業(yè)鹽酸為原料，按照本發(fā)明的內(nèi)容和方法加工，得到的實際技術(shù)指標(biāo)如下磷礦石主要化學(xué)組分(%)為P2O533.04，CaO 43.00，F(xiàn) 2.77，MgO 0.24，F(xiàn)e2O30.60，Al2O31.24，SiO214.00，Pb 0.0057，Cu 0.0036。
投入磷礦粉1000g，硅酸鈉22g，水400g，30%鹽酸1882g，氯化鈉(食用精鹽)40g。
產(chǎn)出飼料級磷酸氫鈣863.07g，副產(chǎn)品氟硅酸鈉43.84g、氯化鈣(CaCl2·2H2O)1133g或者被再生復(fù)用。
主要技術(shù)指標(biāo)P2O5轉(zhuǎn)化率98.23%，P2O5收得率98.01%，有害元素脫除率≥97.72%。
產(chǎn)品質(zhì)量飼料級磷酸氫鈣質(zhì)量指標(biāo)(%)
副產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)級。
還用湖北、云南、國外等其他磷礦樣五種進(jìn)行了加工試驗，實施中只需根據(jù)不同的磷礦化學(xué)組分，相應(yīng)地調(diào)整投入物料比例，其最終技術(shù)指標(biāo)均相近。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣的化學(xué)工藝技術(shù)，采用鹽酸分解磷礦，其特征在于，以下步驟1·1·用助劑硅酸鈉、水和粒度為-1mm的磷礦粉配制成礦漿(助劑、水、礦重量比為1∶18∶45)，在常壓和50-70℃下，加入濃度為30%的鹽酸，攪拌進(jìn)行10-20分鐘反應(yīng)，分離得到濾酸(Ⅰ)。1·2·濾酸(Ⅰ)，在常壓和35-50℃下，加入氯化鈉，攪拌進(jìn)行10-20分鐘反應(yīng)，經(jīng)陳化沉淀得到濾酸(Ⅱ)，再輸送流經(jīng)陽離子交換樹脂柱精制得到濾酸(Ⅲ)。1·3·濾酸(Ⅲ)，在常壓和40-50℃下，加入濃度為30-40%的石灰乳，攪拌進(jìn)行1-2小時反應(yīng)，分離得到飼料級磷酸氫鈣產(chǎn)品。1·4·與產(chǎn)品分離的氯化鈣溶液，蒸發(fā)濃縮至濃度50-75%，在有蒸汽和溫度＞500℃下熱分解為HCl和Ca(OH)2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1·1的方法，其特征在于加入鹽酸量為理論量的100-103%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1·2的方法，其特征在于加入氯化鈉的量與濾酸(Ⅰ)的重量比為1-1.30∶100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1·2的方法，其特征在于陳化沉淀是在常壓常溫下進(jìn)行40-50小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1·2的方法，其特征在于濾酸(Ⅱ)流經(jīng)陽離子交換樹脂柱是在常壓常溫下接觸3-5分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1·3的方法，其特征在于加入濃度為30-34%的石灰乳量與濾酸(Ⅲ)的重量比為0.25-0.30∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1·4的方法，其特征在于濃縮后的氯化鈣溶液應(yīng)加壓至5-10kg/cm2噴入熱分解爐內(nèi)。
全文摘要
一種生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣的化學(xué)新工藝，用助劑、水和磷礦粉配制成礦漿，加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng)得到濾酸，經(jīng)凈化脫除氟、鉛、鎘、汞等有害元素得到精制濾酸，加入石灰乳一步中和飼料級磷酸氫鈣產(chǎn)率100％，氯化鈣溶液可再生復(fù)用或加工成副產(chǎn)品。全封閉循環(huán)工藝過程，無廢、毒氣，無廢、污水，不污染環(huán)境。產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都比較先進(jìn)。
文檔編號C01B25/32GK1043481SQ8910661
公開日1990年7月4日 申請日期1989年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月31日
發(fā)明者路文興, 楊定民 申請人:路文興, 北京市地質(zhì)研究測試中心楊定民