一种生产饲料级磷酸氢钙过程中制取优质过磷酸钙的方法

摘要

一种生产饲料级磷酸氢钙过程中制取优质过磷酸钙的方法，本发明采用以下工艺过程：1）用含五氧化二磷21-25%的中低品位磷矿及硫酸为原料，浮选脱除氧化镁后，制取品位28-33%的磷精矿，再按常规二水法湿法磷酸工艺方法制取含五氧化二磷8-12%的湿法磷酸；2）以湿法磷酸为原料，两段中和法生产饲料级磷酸氢钙；一段中和又分两次进行；在一段中和的前期阶段，先用10-20%重质碳酸钙料浆中和湿法磷酸，控制pH值1.5-1.9，控制反应温度30-45℃，反应时间1.0-2.0小时。本发明技术可实现用中低品位磷矿生产出优质过磷酸钙产品的目的，本发明技术可实现饲料级磷酸氢钙经济效益的最大化，是目前饲料级磷酸氢钙行业最有推广应用价值的技术。

说明书

技术领域

本发明是关于利用中低品位磷矿生产饲料级磷酸氢钙过程中副产高磷粉加部分硫酸转化制取优质过磷酸钙的方法。属磷肥制造方法技术领域。

背景技术

过磷酸钙，又称普通过磷酸钙，简称普钙，是用硫酸分解磷矿直接制得的磷肥。主要有用组分是磷酸二氢钙的水合物Ca(H₂PO₄)₂·H₂O 和少量游离的磷酸，还含有无水硫酸钙组分(对缺硫土壤有用)。过磷酸钙含有效P₂O₅为12％～18％（其中60～70％溶于水），属于水溶性速效磷肥。灰色或灰白色粉料（或颗粒），可直接作磷肥。也可作制复合肥料的配料。

目前国内生产过磷酸钙，均是以含五氧化二磷23-25%的中低品位磷矿加硫酸的方法制取过磷酸钙，因磷矿的品位较低，只能制取含有效磷12-14%的较低品质过磷酸钙。而生产含有效磷18%的过磷酸钙需要高品位的磷矿，但是高品位磷矿的价格高且不易购得，导致生产成本高、经济效益差、生产困难。

由于目前低品质过磷酸钙产品的市场容量严重过剩，加之运输成本高，许多磷肥企业处理停产或半停产状态，经济效益差，企业生存面临诸多困难。

目前国内饲料级磷酸氢钙行业最普遍的生产方法是对湿法磷酸进行两段中和脱除氟、砷、铅等有害杂质，副产含有效22-25%的肥料级磷酸氢钙。由于肥料级磷酸氢钙的有效磷含量低、杂质含量高，只能作为其他肥料企业生产复合肥的原料。目前肥料市场不景气，导致许多饲料级磷酸氢钙企业的肥料级磷酸氢钙无法销售，形成肥料级磷酸氢钙的大量积压，并严重影响到饲料级磷酸氢钙企业的经济效益，多数饲料级磷酸氢钙企业已处理停产或半停产状态。

发明内容

本发明的目的是针对现有过磷酸钙及饲料级磷酸氢钙生产现有技术的不足之处，提供一种既能降低饲料级磷酸生产成本，又能生产优质过磷酸钙的工艺方法。本发明是通过如下技术方案来实现的。

 1、一种生产饲料级磷酸氢钙过程中制取优质过磷酸钙的方法，本发明采用以下工艺过程：

1）、用含五氧化二磷21-25%的中低品位磷矿及硫酸为原料，浮选脱除氧化镁后，制取品位28-33%的磷精矿，再按常规二水法湿法磷酸工艺方法制取含五氧化二磷8-12%的湿法磷酸；

2）、以湿法磷酸为原料，两段中和法生产饲料级磷酸氢钙；其中一段中和又分为两次进行；在一段中和的前期阶段，先用10-20%重质碳酸钙料浆中和湿法磷酸，控制pH值1.5-1.9，控制反应温度30-45℃，反应时间1.0-2.0小时；

 3）、将反应好的中和料浆过滤，除去料浆中的固体物，烘干后得到20-25%的肥料级磷酸氢钙；除去大部分氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步反应的原料；

 4）、用含2-5%的石灰水中和第一次用重质碳酸钙中和、过滤后的初净化磷酸，控制pH值1.9-2.5，控制反应温度30-45℃，反应时间1.0-2.0小时；

5）、将反应好的中和料浆过滤，除去料浆中的固体物，烘干后得到含有效磷33-37%的高磷元素粉；除去大部分氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步二段中和反应的原料；

6）、以第二次中和的含有效磷33-37%的高磷元素粉为原料，加入占高磷元素粉实物量的10-20%的工业硫酸，经反应、熟化后，制取28-33%的磷元素肥；

7）、以28-33%的磷元素肥为原料，加入部分含有效磷12%的普通过磷酸钙，分别制取含有效磷14%、16%、18%的优质过磷酸钙产品。

本工艺技术与目前普通的饲料级磷酸氢钙和过磷酸钙生产工艺方法相比，具有以下有益效果：

1、以21-25%的中低品位磷矿原矿为原料，浮选后制取28—33%的磷精矿。由于浮选过程除去了磷矿中的镁、铁、铝等杂质，大大提高了湿法磷酸及饲料级磷酸氢钙的质量。并解决了饲料级磷酸氢钙生产必须依赖于高品位磷矿原矿的难题。

2、对湿法磷酸的脱氟净化过程突破了传统的工艺技术，将湿法磷酸的一段中和脱氟过程分两次进行，在进行有效中和净化湿法磷酸的同时，还能副产有效磷含量较高的高磷元素粉并进一步制取优质的过磷酸钙肥料产品。其特点包括：

（1）在一段中和过程中，先用10-20%重质碳酸钙料浆中和稀湿法磷酸至pH值1.5-1.9，湿法磷酸中的大部分氟、铁、铝、砷等杂质进入第一次中和渣中，产生的固体中和渣（肥料级磷酸氢钙）占传统饲料级磷酸氢钙工艺的一段中和渣总量的70-30%。经烘干后得到普通肥料级磷酸氢钙，作为复混肥料的原料。

（2）用2-5%的石灰水中和第一次中和后的过滤清液，得到的二次中和渣经烘干后，其有效磷达到了33-37%。二次中和渣的量占传统氢钙工艺一段中和渣总量的30-70%。铁、铝等杂质含量大大低于传统氢钙工艺所产生中和渣的含量。

（3）以二次中和渣（高磷元素粉）为原料，加入10-20%的硫酸后，可制取28-33%的磷元素肥。再加入一定量的12%普钙后，可分别制取含有效磷14%、16%、18%的高品质普钙，其磷的水溶率达到65%以上。制取含有效磷18%的普钙不仅运输成本低，还能解决国内销售的难题，并可以出口创汇。由此解决了用中低品位磷矿难于制取高品质过磷酸钙的难题。

3、本发明技术通过改进饲料级磷酸氢钙部分工艺条件，用杂质较高的重质碳酸钙中和湿法磷酸，在除去湿法磷酸中大部分杂质的同时，副产肥料级磷酸氢钙。第二次用杂质少的石灰进一步中和湿法磷酸，在除去湿法磷酸杂质的同时，制取品质较优的高磷元素粉，既缓解了普通低品质肥料级磷酸氢钙的处理和销售难题，还能制取高品质的过磷酸钙。

4、本发明技术可实现用中低品位磷矿生产出优质过磷酸钙产品的目的，本发明技术可实现饲料级磷酸氢钙经济效益的最大化，是目前饲料级磷酸氢钙行业最有推广应用价值的技术。

附图说明

图1为本发明生产工艺流程图。

具体实施方式

见图1，一种生产饲料级磷酸氢钙过程中制取优质过磷酸钙的方法，本发明采用以下工艺过程：

1）、用含五氧化二磷21-25%的中低品位磷矿及硫酸为原料，浮选脱除氧化镁后，制取品位28-33%的磷精矿，再按常规二水法湿法磷酸工艺方法制取含五氧化二磷8-12%的湿法磷酸；

2）、以湿法磷酸为原料，两段中和法生产饲料级磷酸氢钙；在一段中和的第一次中和阶段，用10-20%重质碳酸钙料浆中和湿法磷酸，控制pH值1.5-1.9，控制反应温度30-45℃，反应时间1.0-2.0小时；

    3）、将反应好的中和料浆过滤，除去料浆中的固体物，烘干后得到20-25%的肥料级磷酸氢钙；除去大部分氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步反应的原料；

 4）、再用含2-5%的石灰浮中和上一步的初净化磷酸，控制pH值1.9-2.5，控制反应温度30-45℃，反应时间1.0-2.0小时；

    5）、将反应好的中和料浆过滤，除去料浆中的固体物，烘干后得到含有效磷33-37%的高磷元素粉；除去部分氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步二段中和反应的原料；

    6）、以二次中和的含有效磷33-37%的高磷元素粉为原料，加入占高磷元素粉实物量的10-20%的工业硫酸，经反应、熟化后，制取28-33%的磷元素肥；

    7）、以28-33%的磷元素肥为原料，加入部分含有效磷12%的普通过磷酸钙，分别制取含有效磷14%、16%、18%的优质过磷酸钙产品。

实施案例一

1）、以品位23.5%的磷矿为原料，经过反浮选除杂后制取8.3%的湿法磷酸，按本发明技术，一段一次重质碳酸钙中至pH值1.7，再进行一段二次石灰中和至pH值2.2，制取含有效磷34.6%的高磷元素粉。

2）、每100份高磷元素粉加入15份98%的硫酸，制取含有效磷30.9%、水溶磷18.8%的高水溶性磷肥。

3）、在100份前一步制取的高水溶性磷肥中加入100份含有效12%的普钙，再加入120份磷石膏，制取的普钙其有效磷含量14.6%、水溶磷10.3%，游离酸含量5.2%，硫含量8.1 %。产品质量达到合格品过磷酸钙Ⅰ型产品的技术要求。

实施案例二

1）、以品位24.5%的磷矿为原料，经过反浮选除杂后制取10.2%的湿法磷酸，按本发明技术，一段一次重质碳酸钙中至pH值1.8，再进行一段二次石灰中和至pH值2.3，制取含有效磷35.8%的高磷元素粉。

2）、每100份高磷元素粉加入17份98%的硫酸，制取含有效磷31.1%、水溶磷18.5%的高水溶性磷肥。

3）、在100份前一步制取的高水溶性磷肥中加入100份含有效12.4%的普钙，再加入59份磷石膏，制取的普钙其有效磷含量16.6%、水溶磷11.3%，游离酸含量5.4%，硫含量8.7 %。产品质量达到一等品过磷酸钙产品的技术要求。

实施案例三

1）、以品位25.2%的磷矿为原料，经过反浮选除杂后制取12.1%的湿法磷酸，按本发明技术，一段一次重质碳酸钙中至pH值1.9，再进行一段二次石灰中和至pH值2.5，制取含有效磷36.8%的高磷元素粉。

2）、每100份高磷元素粉加入19份98%的硫酸，制取含有效磷30.9%、水溶磷17.3%的高水溶性磷肥。

3）、在100份前一步制取的高水溶性磷肥中加入100份含有效12.4%的普钙，再加入59份磷石膏，制取的普钙其有效磷含量18.3%、水溶磷13.3%，游离酸含量4.9%，硫含量8.74%。产品质量达到优等品过磷酸钙产品的技术要求。