用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法技术

一种用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法：（１）用盐酸酸解磷矿粉１，磷矿粉１是粒径≤１１６５μｍ的中低品位磷矿粉；（２）部分萃取，将步骤（１）所获酸解液进行逆流萃取，进入有机相的Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］占总Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］质量的５０～９０％；（３）将步骤（２）的有机相洗涤、反萃，所得反萃酸经浓缩制备成浓磷酸；（４）将步骤（２）的萃余水相与石灰乳进行中和反应，反应结束后固液分离，所获滤饼经洗涤得磷酸氢钙，所获滤液经蒸发浓缩、干燥得氯化钙；（５）将磷矿粉２用步骤（３）所获浓磷酸酸解，磷矿粉２是粒径≤７４μｍ的中低品位磷矿粉，酸解反应结束后，加入步骤（４）制备的磷酸氢钙进行反应，反应结束后烘干得重过磷酸钙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化肥生产领域，特别涉及重过磷酸钙的生产方法。
技术介绍
重过磷酸钙是一种化学肥料，可以作为植物的基肥或追加肥施用，也可以作为中间产品与各种含有N、K2O和微量元素的原料经过进一步加工后制成含有多种养分的、各种组成配比的专用复合肥料，以适应不同土壤和作物的需要。重过磷酸钙生产的传统工艺是用硫酸分解磷矿，经过浸取和过滤得到稀磷酸，再经浓缩后用这种浓磷酸分解品质较高的二次磷矿，制得含有较高P2O5的重过磷酸钙。所述传统生产工艺，对用于生产重过磷酸钙的磷矿即二次矿的要求很高，但随着磷矿资源的长期开采和消耗，高品位磷矿已越来越少。另外，我国的硫磺资源不足，主要靠硫铁矿制硫酸，因而硫酸供应紧张。2008年以来，国际硫磺价格不断攀升，刺激国内硫酸价格强势上扬。而我国中低品位磷矿资源较多，有很多企业副产盐酸，盐酸富余，价格低廉。因此，用盐酸代替硫酸分解磷矿，利用中低品位磷矿生产出高质量的重过磷酸钙产品，就成为现有技术中急待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法，此种方法不仅能生产出符合国家标准的重过磷酸钙产品，而且可以充分利用盐酸和中低品位磷矿资源，降低生产成本。本专利技术所述用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法，工艺步骤如下：(1)磷矿粉1的酸解所述磷矿粉1是粒径≤1165μm的中低品位磷矿粉，盐酸用量为：盐酸与磷矿粉1中的CaO完全反应时理论量的90％～110％，酸解时，将磷矿粉1加入盐酸中，在常压、搅拌下进行反应，反应时间至少为30分钟，反应结束后加入絮凝剂絮凝沉淀，将絮凝沉淀后的反应液进行固液分离，所获酸解液作为下一步骤的原料；(2)部分萃取将步骤(1)所获酸解液进行逆流萃取(一般2～6级)，萃取剂由磷酸三丁酯与煤油组成，磷酸三丁酯与煤油的体积比＝1:1～5:1，酸解液与萃取剂的体积比＝1:1～1:5，萃-->取温度10℃～40℃，萃取停留时间5分钟～60分钟，进入有机相的P2O5占总P2O5质量的50％～90％，进入萃余水相的P2O5占总P2O5质量的10％～50％；(3)磷酸的制备将步骤(2)的萃取有机相用反萃酸(所述反萃酸是下述步骤对洗涤后的萃取有机相进行反萃获得的稀磷酸)进行逆流洗涤(一般2～6级)，反萃酸与萃取有机相的体积比＝0.05:1～0.1:1，洗涤温度35℃～50℃，洗涤停留时间5分钟～60分钟，经洗涤后的萃取有机相用软水进行逆流反萃(一般2～6级)获反萃酸，软水与洗涤后萃取有机相的体积比＝0.1:1～0.5:1，反萃温度50℃～70℃，反萃停留时间5分钟～60分钟，将反萃酸进行浓缩，获P2O5质量百分浓度为40％～50％的磷酸；(4)磷酸氢钙与氯化钙的制备在搅拌下将步骤(2)的萃余水相与石灰乳进行中和反应，pH值控制在8.0～9.0，中和反应温度不超过60℃，中和反应时间60分钟～180分钟，中和反应后进行固液分离，所获滤饼用软水逆流洗涤(一般2～4次)得磷酸氢钙，所获滤液经蒸发浓缩、干燥得氯化钙；(5)重过磷酸钙的制备将磷矿粉2加入步骤(3)所获P2O5质量百分浓度为40％～50％的磷酸中进行酸解，酸解反应在常压、搅拌下进行，反应时间至少为30分钟，所述磷矿粉2是粒径≤74μm的中低品位磷矿粉，磷矿粉2的加入量以使重过磷酸钙符合标准为限，酸解反应结束后，加入步骤(4)制备的磷酸氢钙并进行混合，混合时间至少为30分钟，温度控制在85℃～95℃，然后在85℃～95℃继续反应1小时～5小时，反应结束后于100℃～110℃干燥得重过磷酸钙。上述方法中，絮凝剂质量浓度为0.05％～0.3％，所加入絮凝剂的体积为反应液体积的0.2％～2.5％。絮凝剂为分子量至少300万的聚丙烯酰胺。上述方法中，磷矿粉1酸解所用盐酸的质量浓度为15％～26％。为了回收盐酸，利用废液，保护环境，本专利技术还采取了以下技术措施：1、将上述步骤(3)中萃取有机相的洗出液用于配制盐酸；2、将步骤(3)中浓缩反萃酸产生的水、步骤(4)中浓缩滤液产生的水和洗涤滤饼产生的洗出液合并，一部分直接用于配制盐酸，一部分用于洗涤磷矿粉1与盐酸酸解反应产生的残渣，残渣洗涤液用于配制盐酸。本专利技术具有以下有益效果：-->1、与现有技术相比，本专利技术所述方法为重过磷酸钙的生产提供了一种不同构思的技术方案，克服了中低品位磷矿不能生产重过磷酸钙的偏见。2、本专利技术所述方法生产的重过磷酸钙符合HG2219—91规定的优等品指标(具体数据见实施例)。3、用盐酸酸解磷矿粉，对磷矿品位要求不高，且不会产生大量的磷石膏堆积。4、采用部分萃取工艺，大部分杂质进入有机相，因此，用萃余水相与石灰乳中和反应所获磷酸氢钙沉降速度很快，过滤强度极高，解决了磷酸氢钙一般生产工艺中过滤困难的难题，而且制得的磷酸氢钙杂质含量少。5、对萃取有机相进行的洗涤、反萃，可以有效除杂，得到纯度符合要求的磷酸。6、采用本专利技术所述方法，可以充分利用盐酸和中低品位磷矿资源，降低生产成本。7、联产的氯化钙是一种用途极广的化工产品，可以用于生产多种用途的干燥剂、制冷剂、建筑防冻剂、碱早强剂、路面集尘剂、空海港消雾剂、织物防火剂和某些钙盐。附图说明图1是本专利技术所述用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法的一种工艺流程图；图2是本专利技术所述用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法的又一种工艺流程图，与图1所述工艺流程相比，将洗出液、浓缩产生的水的回收利用与主线工艺流程有机结合。具体实施方式下面结合附图通过实施例对本专利技术所述方法作进一步说明。下述实施例中的数据均为系统达到稳定后的数据。下述实施例中，P2O5含量均为质量百分数。下述实施例中，萃取、反萃、洗涤所用设备为振动筛板塔，蒸发浓缩所用设备为旋转真空蒸发器，上述设备均有市售。实施例1本实施例中，用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法的工艺流程如图2所示，步骤如下：(1)磷矿粉1的酸解磷矿粉1：1000g，粒径≤1165μm(过14目筛)，含CaO 46％、P2O5 24％(质量百分数)；盐酸：2500g，质量浓度24％(由回收的残渣洗出液167g、萃取有机相的洗出液398g及质量浓度31％的盐酸1935g配成，盐酸用量为：盐酸与磷矿粉1中的CaO完全反应时理论量的100％)；-->酸解时，将磷矿粉1加入装有盐酸的酸解槽中，在常压、搅拌下进行反应，反应时间为30分钟，反应结束后加入质量浓度0.15％的聚丙烯酰胺溶液8ml絮凝沉淀，所述聚丙烯酰胺的分子量为300万。絮凝沉淀后的反应液经沉降分离得到清液2610g，下层浓缩液用真空泵过滤，得到滤液630g，两者合并得到含P2O5酸解液3240g(P2O5含量为8.02％)，作为下一步骤的原料；分离出的残渣用制备氯化钙的蒸发浓缩过程产生的水600ml分四次逆流洗涤，一次洗出液用于配制盐酸(在流程启动初期，分离出的残渣用软水洗涤)。(2)部分萃取将步骤(1)所获酸解液进行3级逆流萃取，萃取剂由磷酸三丁酯与煤油组成，磷酸三丁酯与煤油的体积比＝3:1，酸解液与萃取剂的体积比＝1:3，萃取温度20℃，萃取停留时间10分钟，得到萃余水相2920g(P2O5含量为2.04％)，进入有机相的P2O5占总P2O5质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法，其特征在于工艺步骤如下：　（１）磷矿粉１的酸解　所述磷矿粉１是粒径≤１１６５μｍ的中低品位磷矿粉，盐酸用量为：盐酸与磷矿粉１中的ＣａＯ完全反应时理论量的９０％～１１０％，酸解时，将磷矿粉１加入盐酸中，在常压、搅拌下进行反应，反应时间至少为３０分钟，反应结束后加入絮凝剂絮凝沉淀，　将絮凝沉淀后的反应液进行固液分离，所获酸解液作为下一步骤的原料；　（２）部分萃取　将步骤（１）所获酸解液进行逆流萃取，萃取剂由磷酸三丁酯与煤油组成，磷酸三丁酯与煤油的体积比＝１∶１～５∶１，酸解液与萃取剂的体积比＝１∶１～１∶５，萃取温度１０℃～４０℃，萃取停留时间５分钟～６０分钟，进入有机相的Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］占总Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］质量的５０％～９０％，进入萃余水相的Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］占总Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］质量的１０％～５０％；　（３）磷酸的制备　将步骤（２）的萃取有机相用反萃酸进行逆流洗涤，反萃酸与萃取有机相的体积比＝０．０５∶１～０．１∶１，洗涤温度３５℃～５０℃，洗涤停留时间５分钟～６０分钟，　经洗涤后的萃取有机相用软水进行逆流反萃获反萃酸，软水与洗涤后萃取有机相的体积比＝０．１∶１～０．５∶１，反萃温度５０℃～７０℃，反萃停留时间５分钟～６０分钟，　将反萃酸进行浓缩，获Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］质量百分浓度为４０％～５０％的磷酸；　（４）磷酸氢钙与氯化钙的制备　在搅拌下将步骤（２）的萃余水相与石灰乳进行中和反应，ｐＨ值控制在８．０～９．０，中和反应温度不超过６０℃，中和反应时间６０分钟～１８０分钟，　中和反应后进行固液分离，所获滤饼用软水逆流洗涤得磷酸氢钙，所获滤液经蒸发浓缩、干燥得氯化钙；　（５）重过磷酸钙的制备　将磷矿粉２加入步骤（３）所获Ｐ２Ｏ↓［５］质量百分浓度为４０％～５０％的磷酸中进行酸解，酸解反应在常压、搅拌下进行，反应时间至少为３０分钟，所述磷矿粉２是粒径≤７４μｍ的中低品位磷矿粉，磷矿粉２的加入量以使重过磷酸钙符合标准为限；　酸解反应结束后，加入步骤（４）制备的磷酸氢钙并进行混合，混合时间至少为３０分钟，温度控制在８５℃～９５℃，然后在８５℃～９５℃继续反应１小时～５小时，反应结束后于１００℃～１１０℃干燥得重过磷酸钙。...

【技术特征摘要】
1、一种用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法，其特征在于工艺步骤如下：(1)磷矿粉1的酸解所述磷矿粉1是粒径≤1165μm的中低品位磷矿粉，盐酸用量为：盐酸与磷矿粉1中的CaO完全反应时理论量的90％～110％，酸解时，将磷矿粉1加入盐酸中，在常压、搅拌下进行反应，反应时间至少为30分钟，反应结束后加入絮凝剂絮凝沉淀，将絮凝沉淀后的反应液进行固液分离，所获酸解液作为下一步骤的原料；(2)部分萃取将步骤(1)所获酸解液进行逆流萃取，萃取剂由磷酸三丁酯与煤油组成，磷酸三丁酯与煤油的体积比＝1:1～5:1，酸解液与萃取剂的体积比＝1:1～1:5，萃取温度10℃～40℃，萃取停留时间5分钟～60分钟，进入有机相的P2O5占总P2O5质量的50％～90％，进入萃余水相的P2O5占总P2O5质量的10％～50％；(3)磷酸的制备将步骤(2)的萃取有机相用反萃酸进行逆流洗涤，反萃酸与萃取有机相的体积比＝0.05:1～0.1:1，洗涤温度35℃～50℃，洗涤停留时间5分钟～60分钟，经洗涤后的萃取有机相用软水进行逆流反萃获反萃酸，软水与洗涤后萃取有机相的体积比＝0.1:1～0.5:1，反萃温度50℃～70℃，反萃停留时间5分钟～60分钟，将反萃酸进行浓缩，获P2O5质量百分浓度为40％～50％的磷酸；(4)磷酸氢钙与氯化钙的制备在搅拌下将步骤(2)的萃余水相与石灰乳进行中和反应，pH值控制在8.0～9.0，中和反应温度不超过60℃，中和反应时间60分钟～180分钟，中和反应后进行固液分离，所获滤饼用软水逆流洗涤得磷酸氢钙，所获滤液经蒸发浓缩、干燥得氯化钙；(5)重过磷酸钙的制备将磷矿粉2加入步骤(3)所获P2O5质量百分浓度为40％～50％的磷酸中进行酸解，酸解反应在常压、搅拌下进行，反应时间至少为30分钟，所述磷矿粉2是粒径≤74μm的中低品位磷矿粉，磷矿粉2的加入量以使重过磷酸钙符合标准为限；酸解反应结束后，加入步骤(4)制备的磷酸氢钙并进行混合，混合时间至少为30分钟，温度控制在85℃～95℃，然后在85℃～95℃继续反应1小时～5小时，反应结束后于100℃～110℃干燥得重过磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，金央，周堃，任永胜，雷婷，罗建洪，姚卿，王涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]