磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺。该工艺包括如下步骤：a、酸矿分解；b、保温沉降；c、将保温沉降后的料浆送至结晶槽冷却至30～60℃进行固液分离；d、将固液分离后的滤渣加水制浆，控制料浆比重1.30～1.60；e、保温沉降；f、将步骤e保温沉降后的料浆送入具有高温气流的干燥器中进行干燥，干燥后加入碱性物质中和得到饲料级磷酸二氢钙产品；g、将步骤c固液分离后的滤液与湿法磷酸混合，然后除杂；除杂处理后的酸液用于步骤a酸矿分解。本发明专利技术工艺对磷矿的适应性好，确保产品F以及重金属离子完全达标，同时也降低了磷石膏排放量，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺
本专利技术属于磷酸盐制备领域，具体涉及一种磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺。
技术介绍
世界磷酸钙盐的需求是从1940年开始的，最初使用肉骨粉、低氟磷矿。现在饲料磷酸钙盐主要有3种产品：磷酸氢钙(DCP)；磷酸二氢钙(MCP)；脱氟磷酸钙(DFP)。也大量存在磷酸氢钙和磷酸二氢钙的中间组分，该产品可以通过掺混磷酸氢钙和磷酸二氢钙，或在生产时按组成比例反应生产得到，即(MDCP)。据调查，世界范围内磷的消耗大致为肥料（80%）、洗涤剂（12%）、饲料磷酸钙盐（5%）、精细化工（3%）。饲料磷酸钙盐在饲料中的用量一般是1%-3%，是矿物质饲料的代表。经过几十年的不断发展与工艺更新，饲料磷酸钙盐的生产工艺主要以地区的磷矿和酸资源分类。（1）北美：硫酸与磷矿萃取湿法磷酸，浓缩脱氟、石灰石粉反应生产MCP，DCP；湿法磷酸、磷矿和苏打锻烧脱氟生产DFP。（2）欧洲：以曼海姆法硫酸钾副产盐酸萃取磷矿生产湿法磷酸，经沉淀脱氟，沉淀法生产不同品种的DCP，再以沉淀法DCP与浓缩脱氟磷酸生产MCP（MDCP)或按北美方式硫酸与磷矿萃取湿法磷酸，浓缩脱氟、石灰石粉反应生产MCP，DCP，无DFP产品。（3）亚洲：硫酸萃取磷磷矿生产湿法磷酸，沉淀脱氟，沉淀法生产DCP；再以沉淀法DCP与浓缩脱氟磷酸或热法磷酸生产MCP(MDCP)。仅有少量工艺按北美方式硫酸与磷矿萃取湿法磷酸，浓缩脱氟、石灰石粉反应生产MCP，DCP。DFP产品仅日本、韩国生产，生产工艺与北美相同。从世界各地工艺可以看出，传统的饲料磷酸钙盐生产工艺就是除杂、提纯的过程，大致都是将磷矿中的磷转化为杂质含量少，有效成分高的磷酸盐。这个过程中磷矿中的钙都转化成CaCl2或者CaSO4作为杂质而排除掉了，而在后续生产磷酸钙盐的过程中却需要加入大量的石灰石粉作为Ca源，这一进一出在资源上造成了极大的浪费。为此中国专利《一种饲料级磷酸钙的生产方法》（公开号CN101264873A）中提出了直接使用磷酸与磷矿反应生产饲料磷酸钙盐的生产方法。其主要工艺为将过量的磷酸与磷矿粉加入反应器混合反应，制得含有氟和磷酸的磷酸二氢钙物料，将该物料加入干燥器中干燥并脱氟，制得含游离磷酸的脱氟磷酸钙固体粉末，再向该固体粉末中加入磷酸中和剂，制得饲料级磷酸钙。但是在实际运行过程中出现了一些问题。传统的饲料磷酸钙盐生产工艺中，如果使用湿法磷酸进行生产，有一个必不可少的环节，那就是湿法磷酸的除杂，为了保证产品质量，要将磷酸中的部分Fe、Mg等金属阳离子以及As、铅、汞等有害的重金属离子除去。另外，产品要作为饲料钙盐添加剂，对As、Pb、Ge、Hg等有害的重金属离子有严格的要求，专利CN101264873A在这一点上很难做到，其要做出各项指标均合格的饲料磷酸钙盐就要求矿石中的有害杂质很少，这对磷矿的要求很高，只有少数经过精选的磷矿能够满足要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺，该工艺对于矿的适应性好，产品各项指标特别是卫生指标（这里的卫生指标指的是F和重金属杂质）均能符合饲料钙盐的要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺，包括如下步骤：a、酸矿分解：将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合进行分解反应；b、保温沉降：将步骤a分解反应后的中和料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；c、降温结晶与分离：将步骤b保温沉降后的料浆送至结晶槽，冷却至30～60℃后进行固液分离；d、滤饼制浆：将步骤c固液分离后的滤饼加水制浆，控制料浆比重1.30～1.60；e、保温沉降：将步骤d得到的料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；f、制得产品：将步骤e保温沉降后的料浆送入具有高温气流的干燥器中进行干燥，干燥后得到饲料级磷酸二氢钙半成品；然后加入碱性物质中和半成品中的少量游离酸，制得饲料级磷酸二氢钙产品；g、将步骤c固液分离后的滤液与湿法磷酸混合，然后除杂；除杂处理后的酸液即为步骤a所述的经过除杂处理的磷酸并用于酸矿分解。其中，步骤c中，冷却至40～50℃后进行固液分离。其中，步骤d中，控制料浆比重1.45～1.53。其中，步骤f中所述碱性物质是石灰、碳酸钙、脱氟磷酸三钙、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。其中，上述工艺步骤a中，将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合后的料浆H3PO4浓度≥30％。进一步的，将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合后的料浆H3PO4浓度≥50％。其中，上述工艺步骤a中，所述磷矿粉的粒度为过100目筛大于50％，控制分解反应温度为60～120℃、分解反应时间为2～10小时。进一步的，所述磷矿粉的粒度为过100目筛大于70％，控制分解反应温度为60～100℃、分解反应时间为4～8小时。其中，上述工艺步骤b和e中，所述的保温沉降是在保障料浆流动性的前提下，降低搅拌速度，在60～100℃温度下使料浆中的杂质沉降下来。其中，上述工艺步骤f中，所述干燥器为喷雾干燥器；干燥器热风进口温度200～800℃，尾气出口温度控制在80～250℃。进一步的，上述工艺干燥器热风进口温度250～550℃，尾气出口温度100～180℃。其中，上述工艺步骤g中，所述除杂是将步骤c固液分离后的滤液与湿法磷酸混合后，加入硫化物和步骤b以及步骤e分离出来的沉降杂质，然后加入助滤剂进行过滤，过滤的滤液用于酸矿分解。其中，所述助滤剂为白炭黑。本专利技术的有益效果是：1、酸液循环除杂，对磷矿要求不高。公开号CN101264873A的专利工艺中采用了磷矿与磷酸直接反应，再中和掉多余的游离磷酸，但磷矿中的杂质和有害物质全部进入产品，要能够生产出合格的饲料磷酸钙盐就对磷矿要求较高。本专利采用大量磷酸循环的方式溶解再提前除杂的方式除去矿石中的有害杂质，大大提升产品质量，特别是As、Pb等重金属离子可以轻易除去。2、两次除杂，产品品质提升。本专利在料浆反应阶段和制浆两个阶段的进行的料浆保温沉降，大部分酸不溶物，水不溶物得以分离，大大提升了产品水溶性。3、系统多点脱氟，确保产品中F完全达标。要作为饲料磷钙产品，产品F要求低于0.18%，很多使用湿法磷酸生产的工艺都需要磷酸前期做大量的脱氟工作。本专利在酸液除杂阶段、反应料浆沉降阶段、制浆沉降阶段和料浆喷雾阶段脱氟，脱氟效率高。4、减少钙的使用，降低了磷石膏排放量。传统的饲料磷钙生产工艺都需要使用磷矿生产得到磷酸再与钙盐中和，生产过程中，磷矿中的Ca都变为磷石膏，作为固体废弃物处理，在后续中和过程却要加入大量钙盐，造成了很大的浪费，同时也增加了生产成本。本专利技术是直接使用磷酸分解磷矿，产品中的P2O5大约有15～20%直接来自于磷矿，相比传统的磷酸二氢钙生产，这部分磷矿不用经过湿法磷酸生产过程，即不用经历硫酸酸解的过程，相应的这部分磷矿也不会产生固体废弃物-磷石膏，很大程度上减少了磷石膏的产量，降低了企业环保压力。另外磷矿中的Ca完全进入到产品，大大节约了成本。附图说明图1为本专利技术流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明。本专利技术磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺，包括如下步骤：a、酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺，其特征在于包括如下步骤：a、酸矿分解：将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合进行分解反应；b、保温沉降：将步骤a分解反应后的中和料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；c、降温结晶与分离：将步骤b保温沉降后的料浆送至结晶槽，冷却至30～60℃后进行固液分离；d、滤饼制浆：将步骤c固液分离后的滤饼加水制浆，控制料浆比重1.30～1.60；e、保温沉降：将步骤d得到的料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；f、制得产品：将步骤e保温沉降后的料浆送入具有高温气流的干燥器中进行干燥，干燥后得到饲料级磷酸二氢钙半成品；然后加入碱性物质中和半成品中的少量游离酸，制得饲料级磷酸二氢钙产品；g、将步骤c固液分离后的滤液与湿法磷酸混合，然后除杂；除杂处理后的酸液即为步骤a所述的经过除杂处理的磷酸并用于酸矿分解。

【技术特征摘要】
1.磷酸循环除杂法生产饲料级磷酸二氢钙的工艺，其特征在于包括如下步骤：a、酸矿分解：将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合进行分解反应；将经过除杂处理的磷酸与原料磷矿粉混合后的料浆H3PO4浓度≥30％；b、保温沉降：将步骤a分解反应后的中和料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；c、降温结晶与分离：将步骤b保温沉降后的料浆送至结晶槽，冷却至30～60℃后进行固液分离；d、滤饼制浆：将步骤c固液分离后的滤饼加水制浆，控制料浆比重1.30～1.60；e、保温沉降：将步骤d得到的料浆进行保温沉降，从沉降器底部分离料浆中的沉降杂质；f、制得产品：将步骤e保温沉降后的料浆送入具有高温气流的干燥器中进行干燥，干燥后得到饲料级磷酸二氢钙半成品；然后加入碱性物质中和半成品中的少量游离酸，制得饲料级磷酸二氢钙产品；g、将步骤c固液分离后的滤液与湿法磷酸混合，然后除杂；除杂处理后的酸液即为步骤a所述的经过除杂处理的磷酸并用于酸矿分解；所述除杂是...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴升平，雷波，李进，邹建，毛诚，彭军，
申请(专利权)人：贵州川恒化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52