專利名稱：磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用含磷酸鹽物料與酸反應(yīng)制造磷的化合物的方法，具體地說是一種從磷礦粉濕法萃取磷酸生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法。
飼料級磷酸氫鈣(CaHPO4·2H2O，俗稱飼鈣)，用磷礦粉濕法萃取磷酸生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法，是由萃取磷酸與石灰乳或石灰石懸浮液中和作用而制得，萃取磷酸可由硫酸、硝酸或鹽酸分解磷礦粉而得到。目前按生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣工藝流程不同可分為以下三種方法1.不去渣不脫氟二段中和法，生產(chǎn)肥用和飼用磷酸氫鈣；2.不去渣脫氟二段中和法，生產(chǎn)肥用和低氟飼用磷酸氫鈣；3.去渣脫氟二段中和法，生產(chǎn)白磷肥和低氟飼用磷酸氫鈣。
第一種方法其特征是將硫酸或鹽酸酸解磷礦粉制得的磷酸漿液，用石灰石或石灰乳第一段中和過濾得到肥用磷酸氫鈣，過濾液用石灰乳第二段中和得到飼用磷酸氫鈣。該方法具有流程簡易的特點，能同時生產(chǎn)肥用和飼用磷酸氫鈣，但飼鈣中含氟較高，一般在0.2～0.3％，不能達到GB8258-87國家標(biāo)準(zhǔn)。第二種、第三種方法是目前國內(nèi)外生產(chǎn)飼鈣普遍采用的方法，其特征是在用酸酸解磷礦粉萃取磷酸的過程中同時加入食鹽，使大部分氟以氟硅酸鈉(Na2SiF6)的形式沉淀去除，但這兩種方法在生產(chǎn)飼鈣的同時副產(chǎn)低附加值的磷肥，且肥用磷酸氫鈣與飼用磷酸氫鈣比為3∶7～7∶3范圍內(nèi)。
本發(fā)明的目的是提供一種從磷礦粉濕法萃取磷酸全部轉(zhuǎn)化生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟1)酸解采用鹽酸或硫酸或鹽酸和硫酸的混合溶液在溫度50～80℃下分解磷礦粉萃取磷酸酸解漿液，過濾分離固相磷石膏渣得萃取磷酸液；酸解液液固比為1∶1～4∶1，鹽酸與硫酸的摩爾比為10∶1～1∶10，酸用量為酸解磷礦粉中氧化鈣按化學(xué)計算理論量的80％～120％；2)初脫氟在萃取的磷酸液中加入初脫氟劑，在10～50℃下脫氟反應(yīng)，過濾去除固相含氟副產(chǎn)品，得到初脫氟磷酸液；初脫氟劑是鈉、鉀無機或有機可溶性鹽類，以單獨或混合配制的粉劑或溶液，初脫氟劑用量為脫氟劑中堿金屬與萃取磷酸中氟的摩爾比為5∶1～1∶5的計算量；3)凈化將得到的初脫氟磷酸液，用石灰石懸浮液或石灰乳中和凈化至溶液中P2O5/F≥200，過濾得固相白磷肥凈化渣和凈化液，石灰石懸浮液的液固比為1∶1～1∶2，石灰乳液濃度為5％～15％；4)結(jié)晶將得到的凈化液用石灰乳中和結(jié)晶至PH＝4.5～5.5，過濾得低氟飼料級磷酸氫鈣濕產(chǎn)品，經(jīng)低于100℃下干燥后為含氟0.05～0.18％的成品。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是1.能穩(wěn)定地生產(chǎn)符合GB8258-87的低氟飼料級磷酸氫鈣；2.在凈化工序，萃取磷酸中的五氧化二磷沉淀率為25～15％，即五氧化二磷在此工序中轉(zhuǎn)化為飼料級磷酸氫鈣的轉(zhuǎn)化率達75～85％；3.經(jīng)過對凈化渣用稀酸適當(dāng)?shù)奶幚砗脱h(huán)，使得萃取磷酸中的五氧化磷轉(zhuǎn)化為飼料級磷酸氫鈣總轉(zhuǎn)化率達到≥95％；4.混酸法分解磷礦粉，分解率達到≥95％；5.本方法可使磷礦粉中五氧化二磷轉(zhuǎn)化為飼料級磷酸氫鈣的轉(zhuǎn)化率達到≥85％。
下面是
具體實施例方式在上述的工藝流程中還可加入凈化渣處理工序，即將得到的白磷肥凈化渣用稀酸酸解得到的漿液直接循環(huán)到酸解工序的酸解漿液中；稀酸是包括鹽酸、硫酸、磷酸等強酸、中強酸，以單獨或混合配制的濃度在10～85％的酸溶液，稀酸用量為被酸解凈化渣中五氧化二磷化學(xué)理論計算量的20～200％?；?qū)艋峤鉂{液過濾去除固相處理渣得到處理磷酸液，循環(huán)合并到初脫氟工序的萃取磷酸液中?；?qū)艋峤鉂{液過濾去除固相處理渣得到處理磷酸液，循環(huán)合并到凈化工序的初脫氟磷酸液中。
實施例1主要原料磷礦粉(P2O530％)，硫酸(H2SO498％)，鹽酸(HCl 36％)石灰石(CaCO3＞95％)，石灰(CaO＞95％)。
在1000毫升燒杯中，加入300克磷礦粉，500毫升水和120毫升硫酸攪勻放置，然后加入160毫升鹽酸進行酸解，酸解溫度60～80℃，酸解時間4小時。將上述的酸解漿液抽濾得萃取磷酸液700毫升(P2O511.0％，F(xiàn) 0.8％)與上次凈化處理液200毫升(P2O59.7％，F(xiàn) 0.63％)合并，加初脫氟劑(Na3PO4)7克，攪勻抽濾得初脫氟磷酸液880毫升(P2O510.8％，F(xiàn) 0.23％)，加石灰石懸浮液(液固比為1∶1)中和凈化至溶液中P2O5/F≥200，抽濾得凈化液850毫升(P2O58.4％，F(xiàn) 300ppm)和凈化渣130克。
凈化渣中加入混酸(硫酸∶鹽酸摩爾比為1∶1.3)200毫升攪拌1小時，抽濾得處理液，合并入下一次酸解萃取磷酸液中。
凈化液用石灰乳(CaO 10％)中和結(jié)晶至PH＝5，抽濾得磷酸氫鈣濕產(chǎn)品274克，在低于100℃的烘箱中干燥至恒重得干產(chǎn)品208克(Ca 21.3％，P 16.5％，F(xiàn)0.14％)。
實施例2主要原料磷礦粉(P2O534％)，硫酸(H2SO498％)，鹽酸(HCl 24％)石灰石(CaCO3＞95％)，石灰(CaO＞95％)。
在1000毫升燒杯中，加入300克磷礦粉和500毫升水?dāng)噭?，然后加混?硫酸∶鹽酸比為1∶1.3)260毫升進行酸解，酸解溫度60～80℃，酸解時間5小時。酸解結(jié)束并入上一次凈化渣處理漿液250毫升。將上述酸解漿液進行抽濾得萃取磷酸液870毫升(P2O512.3％，F(xiàn) 0.78％)，加入初脫氟劑KH2PO4(50％)20毫升，攪勻抽濾得初脫氟磷酸液850毫升(P2O512.0％，F(xiàn) 0.27％)，加石灰石懸浮液(液固比為1.5∶1)中和凈化至溶液中P2O5/F≥200，抽濾得凈化液870毫升(P2O59.5％，F(xiàn) 190ppm)和凈化渣124克。
凈化渣中加入鹽酸(24％)200毫升，水100毫升攪勻，漿液并入下一次酸解漿液中。
凈化液用石灰乳(CaO 10％)中和結(jié)晶至PH＝5，抽濾得磷酸氫鈣濕產(chǎn)品316克，在低于100℃的烘箱中干燥至恒重得干產(chǎn)品240克(Ca 21.3％，P 16.7％，F(xiàn) 0.11％)。
實施例3主要原料磷礦粉(P2O534％)，硫酸(H2SO498％)，鹽酸(HCl 24％)石灰石(CaCO3＞95％)，石灰(CaO＞95％)。
在10米3的酸解池中，加3噸磷礦粉和5米3水?dāng)噭颍缓蠹踊焖?硫酸∶鹽酸摩爾比為1∶1.3)2.6米3進行酸解，酸解溫度60～80℃，酸解時間5小時。酸解結(jié)束并入上一次凈化渣處理漿液2.5米3。將上述酸解漿液進行壓濾得萃取磷酸液8.6米3(P2O512.5％，F(xiàn) 0.80％)放到初脫氟池，然后加入初脫氟劑KH2PO4(50％)0.2米3，攪勻，壓濾得初脫氟磷酸液8.5米3(P2O512.3％，F(xiàn)0.25％)，放到凈化池，加石灰石懸浮液(液固比為1.5∶1)中和凈化至溶液中P2O5/F≥200，壓濾得凈化液8.7米3(P2O59.4％，F(xiàn) 210ppm)和凈化渣1.3噸。
凈化液放到結(jié)晶池中用石灰乳(CaO 10％)中和結(jié)晶至PH＝5，壓濾得磷酸氫鈣濕產(chǎn)品3.2噸，在低于100℃下進行氣流干燥得干產(chǎn)品2.5噸(Ca 21.3％，P 16.3％，F(xiàn) 0.12％)。
凈化渣放入凈化渣處理池中加鹽酸(24％)2米3，水1米3攪勻，漿液并入下一次酸解的酸解池漿液中。
權(quán)利要求
1.磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法，其特征是依次包括如下步驟1)酸解采用鹽酸或硫酸或鹽酸和硫酸的混合溶液在溫度50～80℃下分解磷礦粉萃取磷酸酸解漿液，過濾分離固相磷石膏渣得萃取磷酸液；酸解液液固比為1∶1～4∶1，鹽酸與硫酸的摩爾比為10∶1～1∶10，酸用量為酸解磷礦粉中氧化鈣按化學(xué)計算理論量的80％～120％；2)初脫氟在萃取的磷酸液中加入初脫氟劑，在10～50℃下脫氟反應(yīng)，過濾去除固相含氟副產(chǎn)品，得到初脫氟磷酸液；初脫氟劑是鈉、鉀無機或有機可溶性鹽類，以單獨或混合配制的粉劑或溶液，初脫氟劑用量為脫氟劑中堿金屬與萃取磷酸中氟的摩爾比為5∶1～1∶5的計算量；3)凈化將得到的初脫氟磷酸液，用石灰石懸浮液或石灰乳中和凈化至溶液中P2O5/F≥200，過濾得固相白磷肥凈化渣和凈化液，石灰石懸浮液的液固比為1∶1～1∶2，石灰乳液濃度為5％～15％；4)結(jié)晶將得到的凈化液用石灰乳中和結(jié)晶至PH＝4.5～5.5，過濾得低氟飼料級磷酸氫鈣濕產(chǎn)品，經(jīng)低于100℃下干燥后為含氟0.05～0.18％的成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法，其特征是將得到的白磷肥凈化渣用稀酸酸解得到的漿液直接循環(huán)到酸解工序的酸解漿液中；稀酸是包括鹽酸、硫酸、磷酸等強酸、中強酸，以單獨或混合配制的濃度在10％～85％的酸溶液，稀酸用量為被酸解凈化渣中五氧化二磷化學(xué)理論計算量的20％～200％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法，其特征是將凈化渣酸解漿液過濾去除固相處理渣得到處理磷酸液，循環(huán)合并到初脫氟工序的萃取磷酸液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法，其特征是將凈化渣酸解漿液過濾去除固相處理渣得到處理磷酸液，循環(huán)合并到凈化工序的初脫氟磷酸液中。
全文摘要
磷礦粉濕法生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣的方法,將鹽酸或(和)硫酸溶液在50～80℃下分解磷礦粉萃取磷酸液;在磷酸液中加入初脫氟劑在10～50℃下脫氟得初脫氟磷酸液;再用石灰石懸浮液或石灰乳中和凈化至溶液中P
文檔編號C01B25/32GK1178769SQ9711946
公開日1998年4月15日 申請日期1997年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月11日
發(fā)明者岳林海 申請人:浙江大學(xué)