一種利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種羥基磷灰石的生產(chǎn)方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
目前生產(chǎn)羥基磷灰石大都采用工業(yè)磷酸(濃度85%)，經(jīng)稀釋至濃度為15~20%的磷酸溶液與氫氧化鈣溶液，通過共沉淀法生成羥基磷灰石，這種方法，生產(chǎn)成本較高。
[0003]而另一方面，一些生產(chǎn)企業(yè)會(huì)排出含有一定濃度磷酸和微量金屬離子的廢酸，這些廢酸沒有得到合理的利用，還造成了一定強(qiáng)度的環(huán)境污染。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種利用工業(yè)廢磷酸生產(chǎn)高純度羥基磷灰石的生產(chǎn)方法及其生產(chǎn)裝置。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，將磷酸濃度為3~10wt%的工業(yè)廢酸液緩慢滴加至氫氧化鈣乳液中，中和反應(yīng)至PH值6.3-6.7，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過濾泥脫水即獲得高純度羥基磷灰石，氫氧化鈣乳液是這樣獲得的，采用細(xì)度不小于1000目、含量96 wt %以上的氫氧化鈣，用純水將氫氧化鈣粉體調(diào)至濃度為3~5 wt %乳液，將氫氧化鈣乳液導(dǎo)入球磨機(jī)中，研磨至粒徑為D50=0.5-1.2 μ m,即獲得氫氧化鈣乳液。
[0006]這里，反應(yīng)后的漿料經(jīng)陳化、除鐵，以進(jìn)一步提升羥基磷灰石制品純度。
[0007]陳化時(shí)，向反應(yīng)物漿料中加入氨水，PH值調(diào)到8.5~9%之間，靜止、陳化12-48小時(shí)，目的是促使未完全反應(yīng)的中間產(chǎn)物CaHPO4Xa (PO4) 2向羥基磷灰石方向轉(zhuǎn)化，從而提高最終產(chǎn)物羥基磷灰石純度。
[0008]這里，氧化鈣乳液研磨前，過400目振動(dòng)篩除鐵，目的是除去氫氧化鈣中存在的鐵、硅、死燒鈣以及未分解的碳酸鈣雜質(zhì)，進(jìn)一步提高氫氧化鈣的純度。
[0009]為了保證氫氧化鈣與工業(yè)廢酸液充分接觸，中和反應(yīng)過程中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行超聲波振動(dòng)。
[0010]這里，氫氧化鈣乳液中添加有表面活性劑，以便氫氧化鈣充分分散進(jìn)乳液中。
[0011]為了使中和反應(yīng)迅速、完全，工業(yè)廢酸液滴加速度在1.5-2.5m3/小時(shí)。
[0012]由于已知工業(yè)廢磷酸濃度較低，在3~10%之間，則反應(yīng)過程中對(duì)氫氧化鈣乳液的反應(yīng)活性相應(yīng)要求較高，如何提高氫氧化鈣乳液反應(yīng)活性是本發(fā)明要解決的問題之一，采用本發(fā)明的方法制造氫氧化鈣乳液，隨著氫氧化鈣粒徑越小反應(yīng)活性越高。經(jīng)過以上步驟處理過的氫氧化鈣乳液反應(yīng)活性大大提高，氫氧化鈣乳液純度也有相應(yīng)提高，從而有利于反應(yīng)向羥基磷灰石方向生成，提高羥基磷灰石產(chǎn)物的純度。磷酸是中強(qiáng)酸，其水溶液中存在三級(jí)電離平衡，即
H3PO4 Η++Η2Ρ0;
H2PO4 ^ Η.+ΗΡ042- HPO 廣 ΡΟ/.+Η.因此在與氫氧化鈣乳液反應(yīng)過程中存在多種中間產(chǎn)物，如Ca (H2PO4) 2、CaHP04、Ca3 (PO4) 2等，雖然最終趨勢(shì)是轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基磷灰石〔3Ca3(P04)2.Ca(OH)2)，但反應(yīng)過程相對(duì)緩慢，因此控制廢磷酸液的滴加速度又是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。采用本發(fā)明的滴加速度，反應(yīng)物中羥基磷灰石比例比較高，可以提高最終產(chǎn)物的純度。
[0013]反應(yīng)最終產(chǎn)物羥基磷灰石在水中屬于膠體性質(zhì)，極易附著包裹在氫氧化鈣表面，阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，從而影響了羥基磷灰石產(chǎn)物的純度。針對(duì)這一生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，采用本發(fā)明的超聲波振動(dòng)，強(qiáng)制分散的辦法，配合表面活性劑的加入，就能解決羥基磷灰石膠體的包裹問題，促進(jìn)生成反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，提高羥基磷灰石產(chǎn)物純度。
[0014]經(jīng)過陳化的反應(yīng)漿料經(jīng)過濾泥脫水、烘干，所得產(chǎn)物經(jīng)過高溫煅燒可制得高檔陶瓷原料。經(jīng)過濾泥脫水的產(chǎn)物經(jīng)過二次化漿，在反應(yīng)釜中加入改進(jìn)劑、表面活性劑等，經(jīng)過表面活化處理后，再濾泥、烘干、氣流粉碎至5 μ m以內(nèi)，可以制成塑料行業(yè)用的分散劑活性磷酸鈣(TCP)，從而有力促進(jìn)了再生資源的循環(huán)再利用，有效地減少了環(huán)境污染。
[0015]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有利用工業(yè)廢磷酸生產(chǎn)高純度羥基磷灰石、能有效減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖所示，將磷酸濃度為3~10wt%的工業(yè)廢酸液緩慢滴加至反應(yīng)池內(nèi)的氫氧化鈣乳液中，通過PH值控制使中和反應(yīng)至PH值6.3—6.7，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過陳化、濾泥脫水、烘干、煅燒即獲得陶瓷原料成品；或者濾泥脫水得高純度羥基磷灰石后，經(jīng)過二次化漿，在反應(yīng)釜中加入改進(jìn)劑、表面活性劑等行業(yè)里常用的助劑，經(jīng)過表面活化處理后，再濾泥、烘干、氣流粉碎至5 μ m以內(nèi)，可以制成塑料行業(yè)用的分散劑活性磷酸鈣(TCP)，氫氧化鈣乳液是這樣獲得的，采用細(xì)度不小于1000目、含量96 wt %以上的氫氧化鈣，用純水將氫氧化鈣粉體調(diào)至濃度為3~5 wt %乳液，將氫氧化鈣乳液導(dǎo)入球磨機(jī)中，研磨至粒徑為D50=0.5-1.2 μ m,即獲得氫氧化鈣乳液，經(jīng)粒度檢測(cè)后進(jìn)入反應(yīng)池。
[0018]這里，反應(yīng)后的漿料經(jīng)陳化、除鐵，以進(jìn)一步提升羥基磷灰石制品純度。
[0019]陳化時(shí)，向反應(yīng)物漿料中加入氨水，PH值調(diào)到8.5~9%之間，靜止、陳化12-48小時(shí)，目的是促使未完全反應(yīng)的中間產(chǎn)物CaHPO4Xa (PO4) 2向羥基磷灰石方向轉(zhuǎn)化，從而提高最終產(chǎn)物羥基磷灰石純度。
[0020]這里，氧化鈣乳液研磨前，過400目振動(dòng)篩除鐵，目的是除去氫氧化鈣中存在的鐵、硅、死燒鈣以及未分解的碳酸鈣雜質(zhì)，進(jìn)一步提高氫氧化鈣的純度。
[0021]為了保證氫氧化鈣與工業(yè)廢酸液充分接觸，中和反應(yīng)過程中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行超聲波振動(dòng)。
[0022]這里，氫氧化鈣乳液中添加有十二烷基硫酸鈉表面活性劑，以便氫氧化鈣充分分散進(jìn)乳液中。
[0023]為了使中和反應(yīng)迅速、完全，工業(yè)廢酸液滴加速度在1.5-2.5m3/小時(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于將磷酸濃度為3~10wt%的工業(yè)廢酸液緩慢滴加至氫氧化鈣乳液中，中和反應(yīng)至PH值6.3—6.7，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過濾泥脫水即獲得高純度羥基磷灰石，氫氧化鈣乳液是這樣獲得的，采用細(xì)度不小于1000目、含量96 wt %以上的氫氧化鈣，用純水將氫氧化鈣粉體調(diào)至濃度為3~5 wt %乳液，將氫氧化隹丐乳液導(dǎo)入球磨機(jī)中，研磨至粒徑為D50=0.5-1.2 μ m,即獲得氫氧化I丐乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于反應(yīng)后的漿料經(jīng)陳化、除鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于陳化時(shí)，向反應(yīng)物漿料中加入氨水，PH值調(diào)到8.5-9%之間，靜止、陳化12-48小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于氧化鈣乳液研磨前，過400目振動(dòng)篩除鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于中和反應(yīng)過程中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行超聲波振動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于中和反應(yīng)過程中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行超聲波振動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于氫氧化鈣乳液中添加有十二烷基硫酸鈉表面活性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6或7所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于工業(yè)廢酸液滴加速度在1.5-2.5m3/小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6或7所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于高純度羥基磷灰石經(jīng)烘干，然后經(jīng)過高溫煅燒可制得高檔陶瓷原料；或者高純度羥基磷灰石經(jīng)過二次化漿，在反應(yīng)釜中加入改進(jìn)劑、表面活性劑，經(jīng)過表面活化處理后，再濾泥、烘干、氣流粉碎至5 μ m以內(nèi)，可以制成塑料行業(yè)用的分散劑活性磷酸鈣。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于高純度羥基磷灰石經(jīng)烘干，然后經(jīng)過高溫煅燒可制得高檔陶瓷原料；或者高純度羥基磷灰石經(jīng)過二次化漿，在反應(yīng)釜中加入改進(jìn)劑、表面活性劑，經(jīng)過表面活化處理后，再濾泥、烘干、氣流粉碎至5 μ m以內(nèi)，可以制成塑料行業(yè)用的分散劑活性磷酸鈣。
【專利摘要】一種利用廢磷酸生產(chǎn)羥基磷灰石的方法，其特征在于將磷酸濃度為3~10wt%的工業(yè)廢酸液緩慢滴加至氫氧化鈣乳液中，中和反應(yīng)至PH值6.3—6.7，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過濾泥脫水即獲得高純度羥基磷灰石，氫氧化鈣乳液是這樣獲得的，采用細(xì)度不小于1000目、含量96 wt %以上的氫氧化鈣，用純水將氫氧化鈣粉體調(diào)至濃度為3~5 wt %乳液，將氫氧化鈣乳液導(dǎo)入球磨機(jī)中，研磨至粒徑為D50=0.5~1.2μm，即獲得氫氧化鈣乳液。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有利用工業(yè)廢磷酸生產(chǎn)高純度羥基磷灰石、能有效減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C01B25-32
【公開號(hào)】CN104528678
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410845236
【發(fā)明人】吳曉華, 沈中政, 蘭昊天
【申請(qǐng)人】雅安美豪新材料科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日