生产磷酸钙组合物制造技术

本公开的特征在于一种方法，其包括获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液，将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液以产生以磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液为特征的合并溶液，并且将第二氢氧化钙溶液添加至合并溶液以形成包括磷酸钙组合物的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。

Production of calcium phosphate composition

The present disclosure is characterized by a method of obtaining a first calcium hydroxide solution including a first concentration of calcium ions and a second calcium hydroxide solution containing second concentration of calcium ions, adding a phosphoric acid solution to the first calcium hydroxide solution to produce a combined solution characterized by a hydrous suspension of calcium dihydrogen phosphate particles. And second calcium hydroxide solution is added to the combined solution to form a product suspension solution containing a calcium phosphate composition of the aqueous suspension.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产磷酸钙组合物相关申请的交叉引用本申请要求以下美国临时专利申请的优先权，其每一个的全部内容通过参考引入本文：2015年9月25日提交的62/232,961；2015年9月25日提交的62/232,999；和2015年10月27日提交的62/246,796。
本公开涉及磷酸钙组合物和此类组合物的生产方法。
技术介绍
磷酸钙是一类包括钙(II)和正磷酸根离子的化合物。如氢氧根离子等的其它离子也可以存在。磷酸钙是重要的工业材料，并且用于包括肥料生产、烘焙、营养补充、牙科和医药的各种应用。
技术实现思路
磷酸钙化合物可以通过直接回收操作和工业制造获得。如采矿等的直接回收操作存在重大挑战。其中存在将期望组成的磷酸钙化合物定位和回收的困难，因为磷酸钙的组成不同。其它困难包括精炼回收产物以减少几乎存在于所有天然产生的磷酸钙源中的杂质。常规的工业生产方法在很多方面也受到限制。虽然可以生产在组成上具有一定范围的可变性的磷酸钙组合物，但是在宽范围的组成上施加可重复的控制是困难的。此外，常规的工业过程依赖大量的其中一些相对昂贵的试剂来生产有用的产物。此外，用于制造某些类型的经济上有价值的如羟基磷灰石等的磷酸钙化合物的条件以高经济成本得到产物。本公开的特征在于在相对直接的生产过程中可控的、低成本生产多种磷酸钙组合物的方法。可以将方法系统地改变以得到具有可预测组成的产物。另外，可以调整方法以得到在如比表面积、结晶度和粒度(particlesize)等物理性质方面具有可控的变化的产物。因此，本文公开的方法在工业规模上提供多种磷酸钙组合物的经济上可行和可控的合成。通常，在第一方面，本公开的特征在于如下的方法：包括获得包括碳酸钙的第一多个颗粒，其中颗粒具有8mm和12mm之间的粒度分布(distributionofsizes)，和将第一多个颗粒加热至900℃和1200℃之间的温度至少1小时的时间以产生包括氧化钙的第二多个颗粒。该方法的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。颗粒的平均最大尺寸可以为约10mm，并且颗粒的最大尺寸的分布的半峰全宽可以为4mm以下。第一多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为至少94％(例如至少98％)。第二多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为小于0.5％(例如小于0.1％)。第一多个颗粒中的碳酸钙向第二多个颗粒中的氧化钙的转化效率可以为95％以上(例如99％以上)。可以将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度(例如，加热至大于1000℃的温度)以产生第二多个颗粒。该方法可以包括提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括提高在该时间期间一系列步骤中的温度，其中在各连续步骤，将第一多个颗粒在高于紧接前一步骤的温度的恒定温度下加热该时间的一部分。该系列步骤可以包括至少三个步骤，其中系列中的第一步骤包括将第一多个颗粒加热至900℃和1000℃之间的温度，系列中的第二步骤包括将第一多个颗粒加热至1000℃和1100℃之间的温度，以及系列中的第三步骤包括将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度。该方法可以包括连续地提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括线性地提高在900℃和1000℃之间的第一温度与1100℃和1200℃之间的第二温度之间的温度。该时间可以在1小时和2小时之间(例如2小时和3小时之间)。第一多个颗粒的最大尺寸分布的半峰全宽可以为3mm以下(例如2mm以下)。第二多个颗粒的比表面积可以为至少10.0m2/g。第二多个颗粒的比孔隙率(specificporosity)可以为至少15.0cm3/g。该方法的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。在另一方面，本公开的特征在于包括多个平均最大尺寸在8mm和12mm之间并且特征在于氧化钙浓度为至少99％的颗粒的组合物，其中颗粒的表面积为至少10.0m2/g以及颗粒的比孔隙率为至少15.0cm3/g。组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。颗粒的表面积可以为至少14.0m2/g(例如至少20.0m2/g)。颗粒的比孔隙率可以为至少20.0cm3/g(例如至少30.0cm3/g)。组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。又一方面，本公开的特征在于如下的方法：其包括获得以第一浓度的钙离子为特征的第一氢氧化钙溶液和以第二浓度的钙离子为特征的第二氢氧化钙溶液，将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液以产生包括磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液的合并溶液(combinedsolution)，并且将第二氢氧化钙溶液添加至合并溶液以形成包括磷酸钙材料的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。该方法的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。钙离子的第一和第二浓度可以不同。获得第一氢氧化钙溶液可以包括将包括氧化钙的第一多个颗粒与水合并，其中颗粒具有至少10.0m2/g的比表面积。获得第二氢氧化钙溶液可以包括将第二多个颗粒与水合并。颗粒可具有至少15.0m2/g的比孔隙率。该方法可以包括将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH在1和2之间。合并溶液的pH可以为约1.66。该方法可以包括将磷酸溶液分三份添加至第一氢氧化钙溶液，其中在添加三份的第一份之后，第一氢氧化钙溶液的pH在8.5和9.5之间。将第一氢氧化钙溶液和第一份磷酸溶液合并可以形成磷酸根离子和磷酸氢根离子的第一缓冲溶液。在添加三份的第二份之后，第一氢氧化钙溶液的pH可在3.5和4.5之间。将第一氢氧化钙溶液与第一和第二份磷酸溶液合并可以形成磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子的第二缓冲溶液。产物溶液的pH可以在6.5和7.5之间。产物溶液的pH可以在11.5和12.5之间。该方法可以包括从产物溶液分离磷酸钙材料，并且将磷酸钙材料加热至至少700℃(例如至少800℃、至少900℃)的温度至少1小时(例如在1.5小时和2.5小时之间)的时间。该方法可以包括通过在少于15分钟的时间期间将磷酸钙材料的温度升高至少450℃而使磷酸钙材料进行热冲击处理以从磷酸钙材料排出水蒸气。磷酸钙材料可以包括两相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。两相的第一相可以对应于羟基磷灰石，以及两相的第二相可以对应于β-磷酸三钙。两相的第一相可以对应于羟基磷灰石，以及两相的第二相可以对应于无定形磷酸钙。两相的第一相可以对应于β-磷酸三钙，以及两相的第二相可以对应于无定形磷酸钙。磷酸钙材料可以包括三相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。三相的第一相可以对应于羟基磷灰石，三相的第二相可以对应于β-磷酸三钙，以及三相的第三相可以对应于无定形磷酸钙。三相的第一相可以对应于磷酸氢钙二水合物，三相的第二相可以对应于无水磷酸氢钙，以及三相的第三相可以对应于β-磷酸三钙一水合物。磷酸钙材料的颗粒可以具有80％以上(例如95％以上)的结晶度。磷酸钙材料的颗粒可以具有60m2/g以上(例如80m2/g以上)的比表面积。该方法的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。另一方面，本公开的特征在于包括以形成固体的一个以上整体单元(integral本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液，和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液；将磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液以产生包括磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液的合并溶液；并且将所述第二氢氧化钙溶液添加至所述合并溶液以形成包括磷酸钙材料的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 US 62/232,999;2015.09.25 US 62/232,961;1.一种方法，其包括：获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液，和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液；将磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液以产生包括磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液的合并溶液；并且将所述第二氢氧化钙溶液添加至所述合并溶液以形成包括磷酸钙材料的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其中钙离子的所述第一浓度和所述第二浓度不同。3.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第一氢氧化钙溶液包括将第一多个包含氧化钙的颗粒与水合并，其中所述颗粒具有至少10.0m2/g的比表面积。4.根据权利要求3所述的方法，其中获得所述第二氢氧化钙溶液包括将第二多个包含氧化钙的颗粒与水合并。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述颗粒具有至少15.0m2/g的比孔隙率。6.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH在1和2之间。7.根据权利要求6所述的方法，其包括将所述磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH为约1.66。8.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述磷酸溶液分三份添加至所述第一氢氧化钙溶液，其中在添加所述三份的第一份之后，所述第一氢氧化钙溶液的pH在8.5和9.5之间。9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第一氢氧化钙溶液和第一份所述磷酸溶液合并形成磷酸根离子和磷酸氢根离子的第一缓冲溶液。10.根据权利要求9所述的方法，其中在添加所述三份的第二份之后，所述第一氢氧化钙溶液的pH在3.5和4.5之间。11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述第一氢氧化钙溶液与第一和第二份所述磷酸溶液合并形成磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子的第二缓冲溶液。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述产物溶液的pH在6.5和7.5之间。13.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·T·奥利维拉，
申请(专利权)人：清洁世界技术有限公司，L·T·奥利维拉，
类型：发明
国别省市：巴哈马,BS