专利名称：一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法
技术领域：
本发明涉及窑法磷酸生产、特别是采用添加矿物活化剂降低窑法磷酸高钙配方反 应温度和加速反应的方法技术领域。
背景技术：
工业化生产磷酸的主要方法以下几种(1)以黄磷为原料，经氧化燃烧、水合吸收 制取磷酸；该方法制得的产品质量好、浓度高但其原料生产需消耗大量的电能和中高品位 的磷矿，能耗高、成本高，常规称为热法磷酸。(2)用硫酸分解磷矿制取磷酸；该方法生产 成本相对较低，但需要消耗大量的硫酸和优质磷矿石，产品质量差，酸浓度低，一般只用于 生产肥料，难以满足工业磷酸盐生产用酸要求。而且以上两种生产方法均有大量的固体废 渣排放，给环境造成很大压力。(3)新的窑法磷酸生产工艺，该方法用碳作还原剂直接还 原中低品位磷矿制取磷酸。窑法磷酸一般采用两种原料配方，高硅配方(常规指配方中 CaO Si02的分子比为1 2 5)添加硅石做助剂，还原反应温度低仅1300 1350°C，生 产容易实现，一直受到大家的重视，研究成果最多，但我国钙质和硅钙质磷矿占60%以上， 目前在开采的磷矿石多属这类磷矿，原矿含钙量高含硅量低，高硅配方需加入大量的硅石， 所以进窑原料五氧化二磷含量低，单位窑容积产量小，能耗大，渣量大，且残渣实际只能二 次开发作建筑砖等建筑材料，因其经济性差固没有成功推行产业化。窑法磷酸的高钙配方 (常规指配方中CaO Si02的分子比为2 8 1)，适应我国磷矿特点，无需再加入硅石， 进窑原料五氧化二磷含量高，单位窑容积产量大，能耗小，渣量小，且残渣可真正做成水泥 和水泥熟料，但因物料还原反应温度高达1450 1520°C，生产难于实现，设备材料难于解 决；且为了确保物料在还原反应温度下不软融，一般把氧化钙的量配成二氧化硅量的6倍 以上，故仍需添加一定量的石灰石，生产能耗高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有窑法生产磷酸的主要方法存在的不足而提供 一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法。本发明的目的是这样实现的一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法，本发明的特征在于在 窑法磷酸高钙配方中按总物料重量百分比的0. 5% 12%加入矿物活化剂。本发明加入的矿物活化剂可以为氟盐、磷酸、氯化物、硫、硫化物、硫酸、硫酸盐的 一种或一种以上的混合物；当加入的矿物活化剂为一种以上的混合物时，其各矿物活化剂 之间的比例为任意。本发明加入的矿物活化剂为氟盐、磷酸、氯化物、硫、硫化物、硫酸、硫酸盐中的任
意三种混合物。本发明在窑法磷酸高钙配方中，配料时按总物料的0. 5% 12%加入矿物活化 剂，共同混合均勻制成料坯再用于窑法磷酸生产。该矿物活化剂为氟盐、磷酸、氯化物、硫、硫化物、硫酸、硫酸盐(如石膏、磷石膏、重晶石等)。本发明的有益效果是，使窑法磷酸高钙配方的氧化钙量降到二氧化硅量的3倍左 右，达到水泥氧化钙量与二氧化硅量的合适配比时，反应温度从1450 1520°C降到1260 1350°C。该方法降低了窑法磷酸高钙配方的反应温度，使窑法磷酸采用高钙配方在生产上 容易实现，且使窑法磷酸副产水泥得以实现。
具体实施例方式实施例一利用云南寻甸联合磷矿(含质量百分数氧化钙42%、五氧化二磷28%、二氧化硅 14%)、煤(含质量百分数碳65%、氧化钙3.2%、二氧化硅11%)、硫酸钙(亦称石膏)(含 质量百分数氧化钙39%)，按CaO Si02的分子比为2.8 1采用高钙配方生产窑法磷酸， 在其配方中按总物料量的8%添加硫酸钙，即按磷矿煤石膏的质量比为74 18 8进 行配方，共同制成料坯，加热到1280 1320°C既能进行还原反应生成P4和一氧化碳，P4和 一氧化碳进一步氧化生成五氧化二磷和二氧化碳，五氧化二磷经水吸收得到磷酸，料坯残 渣可进一步生产水泥熟料。实施例二利用云南会泽田坝磷矿(含质量百分数氧化钙44 %、五氧化二磷26 %、二氧化 硅16% )、煤(含质量百分数碳75%、氧化钙1.2%、二氧化硅8%)、粘土(含质量百分 数二氧化硅38% )、石灰石(含质量百分数氧化钙50% )、氟化钙(亦称莹石)(含质量 百分数氧化钙43%)，按CaO Si02的分子比为3 1采用高钙配方生产窑法磷酸，在 其配方中按总物料量的2%添加氟化钙，即按磷矿煤石灰石粘土 莹石的质量比为 60 11 21 6 2进行配方，共同制成料坯，加热到1300 1350°C既能进行还原反应 生成P4和一氧化碳，P4和一氧化碳进一步氧化生成五氧化二磷和二氧化碳，五氧化二磷经 水吸收得到磷酸，料坯残渣可进一步生产水泥熟料。实施例三利用云南寻甸磷矿(含质量百分数氧化钙48%、五氧化二磷25%、二氧化硅 14% )、煤(含质量百分数碳70%、氧化钙2. 6%、二氧化硅10. 5% )、石灰石(含质量百分 数氧化钙50% )、氯化钠、黄铁矿(含二硫化铁质量分数63% )、质量浓度8%的稀磷酸， 按CaO 3102的分子比为3.5 1采用高钙配方生产窑法磷酸，在其配方中按总物料量的
添加氯化钠、按总物料量的4%添加黄铁矿、按总物料量的5%添加稀磷酸，即按磷矿 煤石灰石氯化钠黄铁矿稀磷酸的质量比为67 13 10 1 4 5进行配方， 共同制成料坯，加热到1300 1350°C既能进行还原反应生成P4和一氧化碳，P4和一氧化 碳进一步氧化生成五氧化二磷和二氧化碳，五氧化二磷经水吸收得到磷酸，料坯残渣可进 一步生产水泥熟料。
权利要求
一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法，其特征在于在窑法磷酸高钙配方中按总物料重量百分比的0.5％～12％加入矿物活化剂。
2.如权利要求1所述的一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法，其特 征在于加入的矿物活化剂可以为氟盐、磷酸、氯化物、硫、硫化物、硫 酸、硫酸盐的一种或一 种以上的混合物；当加入的矿物活化剂为一种以上的混合物时，其各矿物活化剂之间的比 例为任意。
3.根据权利要求1或2所述的一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方 法，其特征在于加入的矿物活化剂为氟盐、磷酸、氯化物、硫、硫化物、硫酸、硫酸盐中的任 意三种混合物。
全文摘要
一种降低窑法磷酸高钙配方反应温度和加速反应的方法，本发明在窑法磷酸高钙配方中按总物料重量百分比的0.5％～12％加入矿物活化剂，使窑法磷酸高钙配方的氧化钙量降到二氧化硅量的3倍左右，达到水泥氧化钙量与二氧化硅量的合适配比时，反应温度从1450～1520℃降到1260～1350℃；本发明降低了窑法磷酸高钙配方的反应温度，使窑法磷酸采用高钙配方在生产上容易实现，且使窑法磷酸副产水泥得以实现。
文档编号C04B7/24GK101850953SQ20101019569
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者倪天银, 陈爱中 申请人:云南常青树投资有限公司