一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法技术

本发明专利技术属于饲料技术领域，具体涉及一种利用盐酸与磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用盐酸与磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，包括以下步骤：用盐酸不完全分解磷矿，固液分离得固体1和液体1；A、处理固体1：固体1与盐酸反应，过滤分离得到滤渣和滤液2；滤液2与磷酸混合后得到精调料浆，精调料浆经加热脱氯、脱氟、脱水，即得磷酸钙盐；B、处理液体1：①除去液体1中的氟；②加钙制得磷酸氢钙；③除镁；④加硫酸制得高纯石膏。本发明专利技术方法步骤简便，成本低廉，制备得到的磷酸钙盐完全满足国家标准，且所得石膏质量优异。

A Method for Producing Calcium Phosphate and High Purity Gypsum from Hydrochloric Acid and Phosphate Ore

The invention belongs to the feed technology field, in particular to a method for producing calcium phosphate and high purity gypsum by using hydrochloric acid and phosphate rock. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing calcium phosphate and high-purity gypsum by using hydrochloric acid and phosphate rock, including the following steps: incomplete decomposition of phosphate rock with hydrochloric acid, solid-liquid separation of solid 1 and liquid 1; A, solid 1: solid 1 treatment reacts with hydrochloric acid, filtration separation of filter residue and filter 2; filtrate 2 is mixed with phosphoric acid to obtain concentrate slurry, and concentrate slurry is passed through. Calcium phosphate can be obtained by heating dechlorination, defluorination and dehydration. B. Treatment liquid 1: 1. Remove fluorine from liquid 1; 2. Calcium hydrogen phosphate can be obtained by adding calcium; 3. Remove magnesium; 4. High purity gypsum can be obtained by adding sulphuric acid. The method has the advantages of simple steps and low cost, and the prepared calcium phosphate fully meets the national standard, and the obtained gypsum has excellent quality.

【技术实现步骤摘要】
一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法
本专利技术属于饲料及肥料
，具体涉及一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法。
技术介绍
磷酸钙盐可用作肥料级磷酸钙盐，广泛适用于农业生产中，主要用作配置复混肥的原料，也可直接施用于农田；磷酸钙盐可用作饲料级磷酸钙盐，适用于畜禽、水产等动物，是一种用于补充畜禽、水产动物钙磷营养的饲料添加剂。行业内普遍认为P2O5在24％-28％为中品位磷矿，18％-24％为低品位磷矿。中国磷矿资源比较丰富，已探明资源总量仅次于摩洛哥，位居世界第二位。中国磷矿资源总体上具有以下几个主要特征：储量较大，分布集中；中低品位矿多，富矿少，中国磷矿品位较差，P2O5平均含量在17％左右，富矿仅占磷矿石总量的约85％，因此中国大部分的磷矿必须经过选矿富矿后才能满足磷酸和高浓度磷复合肥生产的需求；难选矿多，易选矿少，在中国磷矿储量中，沉积型磷块盐(胶磷矿)多，占全国总储量的85％，其中大部分为中低品位矿石，同时中国磷矿90％是高镁磷矿，其矿石中有用矿物的粒度细，和脉石结合紧密，不易分离，中国磷矿石世界上难选的磷矿石之一。目前生产饲料级或肥料磷酸钙盐的方法多为先使用硫酸与磷精矿反应生成湿法磷酸，湿法磷酸经过预处理、脱氟净化，再与碳酸钙等钙源反应生成磷酸钙盐料浆，经高温雾化烘干得到合格产品。该工艺流程复杂，成本高，对磷矿原料的适应性差。专利CN105921259A公开了一种利用中低品位混合磷矿石生成饲料级磷酸二氢钙的方法，看似采用中低品位磷矿作为原料，然而实际上还是将该中低品位钙镁质磷矿石矿浆中依次加入抑制剂和捕收剂，反浮选，制得磷精矿再进一步与硫酸反应。同时现有生产磷酸钙盐的工艺大多先将磷矿中的钙转化成磷石膏(杂质很高的硫酸钙)作为工业废弃物而排除掉，磷石膏的堆存和消化是本行业的难点，已经影响到本行业的可持续发展，而在后续生产磷酸钙盐的过程中又需要加入大量的碳酸钙等作为钙源，从而造成了资源的极大浪费。
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利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法。该方法包括以下步骤：用质量浓度15％以下的盐酸不完全分解磷矿，固液分离得到固体1和液体1；其中，固体1中质量比P2O5/MgO＞6；A、处理固体1：固体1与盐酸反应，过滤分离得到滤渣和滤液2；滤液2与磷酸混合后得到精调料浆，精调料浆经加热脱氯、脱氟、脱水，即得磷酸钙盐；B、处理液体1：①液体1中加入碱性钙盐调节pH至1.2～2.2，过滤分离得到滤饼3和滤液3；②滤液3中加入碱性钙盐调节pH至4.8～6.2，过滤分离得到滤饼4和滤液4，滤饼4即为磷酸氢钙；③滤液4中加入碱性钙盐调节pH至9～11，过滤分离得到滤饼5和滤液5；④滤液5与硫酸反应，得到高纯石膏和氯化氢或盐酸。其中，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述滤液2浓缩后再与磷酸混合。其中，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述磷酸的加入量使过量的钙完全转化为磷酸钙盐；所述过量的钙是指滤液2中磷酸与钙转化为磷酸钙盐后剩余的钙。进一步的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，当磷酸钙盐为磷酸二氢钙时，加入过量的磷酸使过量的钙完全转化为磷酸二氢钙，经精调料浆加热脱氯、脱氟、脱水后，再加入磷酸中和剂使剩余的磷酸转化为磷酸二氢钙。所述磷酸中和剂为石灰、碳酸钙中的至少一种。优选的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述固体1与盐酸按摩尔比计CaO︰HCl＝1︰0.8～3。进一步的，所述固体1与盐酸按摩尔比计CaO︰HCl＝1︰1.6～2.4。优选的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述盐酸的质量浓度在5％以上。进一步的，所述盐酸的质量浓度为20～30％。具体的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述固体1与盐酸反应温度为常温～80℃。具体的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述滤液2与磷酸混合温度为常温～80℃。优选的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤A中，所述加热脱氯、脱氟、脱水采用负压浓缩、烘箱干燥、雾化、圆盘或圆筒中任意一种实现。具体的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤B中①，所述碱性钙盐为石灰或碳酸钙中的至少一种。具体的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤B中②，所述碱性钙盐为石灰或碳酸钙中的至少一种。具体的，上述利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法步骤B中③，所述碱性钙盐为生石灰或熟石灰(或称石灰乳等)中的至少一种。本专利技术方法具有以下有益效果：1、由于稀盐酸不完全分解磷矿具有脱除镁杂质的作用，在工艺步骤B中还有脱除铁、铝、镁等杂质的单元，所以本专利技术方法不但适用于高品位磷矿和磷精矿，特别适用于高杂质的中低品位磷矿，省去了对原料磷矿精选处理的工序投资；由于中低品位磷矿储量大价格低，因此本工艺具有显著的成本优势。2、本专利技术方法由工艺步骤A中可制得磷酸二氢钙，工艺步骤B中制得磷酸氢钙产品，将两种产品复配加工即可以得到磷酸一二钙产品，所以，本工艺的实施可以一次性得到三种磷酸钙盐产品。3、本专利技术方法中磷矿的钙全部转化为离子态的钙，步骤A中的磷酸与离子态的钙能充分反应，不产生包裹，磷酸钙盐产品纯度高，游离酸含量低，后续产品不易结块，质量优异，满足GBT22548-2008对饲料级磷酸二氢钙的要求。4、本专利技术方法制备得到的磷酸钙盐中的部分磷来源于磷矿中的磷，此部分P2O5没有通过硫酸制取磷酸获得，从而不产生难以处理的磷石膏，减少了工业废弃物的排放，实施本工艺具有极高的社会效益和经济效益。5、本专利技术方法步骤A通过加热一个工序过程完成了脱氯、脱氟、脱水以及促进产品生产四个目的，提升了生产效率，实现了磷酸钙盐的高效生产；同时步骤A无需外加脱氟剂进行化学脱氟，优化了流程，节约了成本。6、本专利技术方法产生的盐酸能够封闭循环回收利用，减少尾气排放，不会造成环境污染，同时减少了对其它生产要素的消耗，具有极高的经济效益和环保效益。7、本专利技术方法步骤B制得含磷、氟特别低的高纯石膏，可以进一步加工成高强度的α石膏或晶须石膏产品。附图说明图1本专利技术方法的工艺流程示意图具体实施方式一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，包括以下步骤：用质量浓度15％以下的盐酸不完全分解磷矿，固体分离得到固体1和液体1；其中，按质量比计，固体1中P2O5/MgO＞6；本步骤目的是除去磷矿中绝大部分镁，镁进入液体1，相当于对磷矿提纯，从而得到的固体1所含杂质较少，有利于固体1进行步骤A的反应而得到质量优异的磷酸钙盐；液体1中含有Ca2+、H2PO4-、Cl-、F-、镁铁铝等离子；A、处理固体1：固体1与盐酸反应，过滤分离得到滤渣和滤液2；滤液2与磷酸混合后得到精调料浆，此时精调料浆中主要含有Ca2+、Cl-、H+、磷酸根、少量磷酸二氢钙等，精调料浆经加热脱除体系中的氯化氢、氟化氢和水，并同时产生了磷酸钙盐，从而一步制得合格的磷酸钙盐；B、处理液体1：①液体1中加入碱性钙盐提供钙源，调节体系pH至1.2～2.2使体系中的氟与钙反应生成CaF2，以达到脱氟的目的，过滤分离得滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，其特征在于：包括以下步骤：用质量浓度15％以下的盐酸不完全分解磷矿，固液分离得到固体1和液体1；其中，固体1中质量比P2O5/MgO＞6；A、处理固体1：固体1与盐酸反应，过滤分离得到滤渣和滤液2；滤液2与磷酸混合后得到精调料浆，精调料浆经加热脱氯、脱氟、脱水，即得磷酸钙盐；B、处理液体1：①液体1中加入碱性钙盐调节pH至1.2～2.2，过滤分离得到滤饼3和滤液3；②滤液3中加入碱性钙盐调节pH至4.8～6.2，过滤分离得到滤饼4和滤液4，滤饼4即为磷酸氢钙；③滤液4中加入碱性钙盐调节pH至9～11，过滤分离得到滤饼5和滤液5；④滤液5与硫酸反应，得到高纯石膏和氯化氢或盐酸。

【技术特征摘要】
1.利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，其特征在于：包括以下步骤：用质量浓度15％以下的盐酸不完全分解磷矿，固液分离得到固体1和液体1；其中，固体1中质量比P2O5/MgO＞6；A、处理固体1：固体1与盐酸反应，过滤分离得到滤渣和滤液2；滤液2与磷酸混合后得到精调料浆，精调料浆经加热脱氯、脱氟、脱水，即得磷酸钙盐；B、处理液体1：①液体1中加入碱性钙盐调节pH至1.2～2.2，过滤分离得到滤饼3和滤液3；②滤液3中加入碱性钙盐调节pH至4.8～6.2，过滤分离得到滤饼4和滤液4，滤饼4即为磷酸氢钙；③滤液4中加入碱性钙盐调节pH至9～11，过滤分离得到滤饼5和滤液5；④滤液5与硫酸反应，得到高纯石膏和氯化氢或盐酸。2.根据权利要求1所述的利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，其特征在于：步骤A中，所述滤液2浓缩后再与磷酸混合。3.根据权利要求1或2所述的利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，其特征在于：所述磷酸的加入量使过量的钙完全转化为磷酸钙盐；所述过量的钙是指滤液2中磷酸与钙转化为磷酸钙盐后剩余的钙。4.根据权利要求3所述的利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法，其特征在于：当磷酸钙盐为磷酸二氢钙时，加入过量的磷酸使过量的钙完全转化为磷酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，王佳才，邹建，吴生平，侯隽，黄恒，张希阳，张萍，
申请(专利权)人：川恒生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51