本发明涉及磷化工技术领域，具体涉及磷酸二氢钙的加工方法及装置。
背景技术：
磷是重要的生命元素，磷酸钙盐作为重要的饲料添加剂，为动物骨骼生长提供足够的钙磷元素。磷酸二氢钙作为溶解性最好，动物吸收效率最高的饲料级磷酸钙盐添加剂，在饲料行业得到了广泛的推广应用。
饲料级磷酸二氢钙(mcp)公开的生产方法较多，目前多采用湿法磷酸、磷酸氢钙、碳酸钙作为原料，其生产方法可分为料浆喷雾干燥法和干粉直接造粒法。
料浆喷雾干燥法是目前生产mcp产品的主要方法，主要采用净化的磷酸与磷酸氢钙或碳酸钙的料浆反应制备mcp料浆，反应后的mcp料浆采用喷雾干燥造粒得到产品。采用该工艺技术得到的产品均为粉状，产品指标稳定；但由于喷雾干燥过程产生大量粉尘，企业通常直接将收集的粉尘直接与产品混合包装，导致产品易结块。
磷酸与碳酸钙粉末进行反应，反应后的物料与返料混合进行造粒，烘干筛分得到产品，但容易因干粉反应不完全导致产品指标不稳定，特别是细粉物料磷含量偏低，对产品质量造成影响；此外由于mcp中会含有少量的游离磷酸，物料粘性较大，大颗粒物料易堵塞筛板和破碎机，严重影响装置运行稳定性。
随着饲料生产企业对mcp指标稳定性、流动性、均匀性等指标要求提升，特别是粒状mcp产品的市场需求逐年递增，现有生产技术已不能完全满足客户需求。针对现有生产技术的不足，急需解决料浆喷雾干燥法副产粉尘物料利用困难、干粉直接造粒法产品质量和生产系统运行不稳定等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种磷酸二氢钙的加工方法及装置，既能解决料浆喷雾干燥法粉尘量大、产品易结块的问题，又能解决干粉直接造粒法产品质量和装置运行稳定性差的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种磷酸二氢钙的加工方法，包括：
步骤a：以磷酸和含钙料浆为原料，采用喷雾干燥法得到粉状mcp产品，并回收干燥尾气中的粉尘物料a，将粉尘物料a与粉状mcp产品混合作为返料b；
步骤b：以磷酸、含钙粉末、助剂和返料c为原料并进行反应得到物料d，将物料d与返料b混合并进行反应后，对产物依次进行造粒、干燥和筛分，得到符合规定粒径要求的粒状mcp产品，超过规定粒径的物料粉碎至粒径小于40目比例大于80％后和小于规定粒径的物料混合作为返料c。
上述返料c中p2o5含量22.0～22.5％，ca含量13～15％，水分含量0.5～4.0％，其粒径大于0.45mm物料质量比重5～35％，0.45～0.20mm物料质量比重30～40％，粒径小于0.20mm物料质量比重25～65％；上述返料b中p2o5含量22.5～23.0％，ca含量13～15％，水分含量0.5～1.5％，其粒径大于0.45mm物料质量比重0～10％，0.45～0.20mm物料质量比重60～80％，粒径小于0.20mm物料质量比重10～40％；上述粉状mcp产品p2o5含量22.5～23.0％，ca含量13～15％，水分含量0.5～1.5％，其粒径分布在0.45～0.20mm物料质量比重40～60％，0.20～0.10mm物料质量比重40～60％；上述粒状mcp产品p2o5含量22.5～23.0％，ca含量13～15％，亚铁含量0.5～1.5％，水分含量0.5～1.5％，其粒径分布在0.90～0.45mm物料质量比重50～70％，0.45～0.20mm物料质量比重30～50％。
作为优选的，所述步骤a中含钙料浆为含碳酸钙、碳酸氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙中的一种或几种，水分含量为30～50％。
作为优选的，所述步骤b中含钙粉末为含碳酸钙、碳酸氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙中的一种或几种，水分含量为0.01～3％。
作为优选的，所述磷酸为五氧化二磷浓度为40～50％脱氟磷酸，步骤a和步骤b均是按照ca/p比例为0.60～0.65调节原料比例，得到原料f。
作为优选的，步骤b中，原料f和返料c按干基质量比1:1～3混合，物料d与返料b按干基质量比1:0.5～5混合。
作为优选的，所述助剂包括占物料总重0.1～3％的成粒调节剂和占物料总重0.1～2％的亚铁稳定剂。
作为优选的，所述成粒调节剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁、富马酸亚铁和甘氨酸亚铁中的一种或几种。
作为优选的，亚铁稳定剂为硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠和抗坏血酸中的一种或几种。
作为优选的，步骤b中的物料d的含水量为13～25％，是原料在60～80℃条件下，反应10-30s得到的。
作为优选的，物料d与返料b反应过程中的反应温度为60～80℃，物料停留时间为10～30s，反应后物料含水量为5～10％。
一种生产磷酸二氢钙所用的装置，包括依次连接的mcp反应槽和与mcp反应槽的出料口相连的喷雾干燥塔，所述喷雾干燥塔的尾气排放口与除尘室连通，所述除尘室的粉尘出口和喷雾干燥塔的出料口均与二级反应器连接；
所述二级反应器的进料口与一级反应器的出料口连接，二级反应器排出的物料依次经过造粒机、干燥窑和双层振网筛；
所述双层振网筛中上层筛网所对应的出料口通过破碎机连接到一级反应器的进料口，所述双层振网筛中下层筛网所对应的出料口直接与一级反应器的进料口相连。
干粉直接造粒法所生产的大颗粒物料核内游离磷酸含量偏高、细粉物料磷含量偏低，且大颗粒物料破碎后呈不规则形状，直接作为返料将影响造粒物料外观。本发明采用两级反应流程，将产品质量不稳定、外观形状不规则的干粉直接造粒筛分返料作为一级反应器添加的返料，利用新加入一级反应器的磷酸和碳酸钙/磷酸氢钙粉末优先混合反应，促使物料反应均化，较好的解决了返料的循环利用难题。
本发明采用料浆喷雾干燥法生产粉状mcp产品，外观圆润的细小粉尘以及部分粉状mcp产品直接作为返料c，为二级反应器提供外观圆润、品质稳定的优质返料，同时获得分散性和均匀性都更优的物料。
本发明添加成粒调节剂0.1～3％，成分为亚铁盐，该物料粘性较低，可有效调控mcp物料的粘性，缓解物料在筛分、破碎过程堵塞设备，装置运行周期延长一倍以上；增加铁离子可有效增加物料的强度，避免颗粒物料在包装、储存和运输过程中粉化；选择采用亚铁盐作为原料，其还能增加饲料中亚铁含量，在补充钙磷的同时还能补铁。
本发明添加亚铁稳定剂0.1～2％，成分为还原性物质，该助剂不仅能够有效抑制添加的亚铁助剂被氧化，同时还能够有效还原磷酸中携带的三价铁离子转化成亚铁离子，从而实现了mcp中铁的高效利用，提升产品附加值。
本发明获得的粒状mcp产品具备颗粒均匀圆润、流动性好、防结块性能优异，同时产品中携带的铁元素80％以上为亚铁，能够被动物高效吸收，提升产品的营养价值，具备明显的市场竞争力。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：
实现单套系统能够同时生产品质稳定、流动性和防结块性能优异的粉状、粒状饲料级磷酸二氢钙产品。
回收粉尘物料并用于生产粒状mcp产品，提升粉状产品防结块性能。
采用两级反应均化技术，分级利用产品稳定性差异较大的返料，提升产品均匀稳定性。
添加成粒调节剂和亚铁稳定剂，有效缓解物料筛分、破碎过程设备堵塞，提升颗粒强度，避免颗粒粉化，提升产品亚铁含量，获得具备补充磷、钙和铁的粒状mcp产品。
附图说明
图1为本发明磷酸二氢钙加工的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
采用p2o5浓度为40％脱氟磷酸与含水量为50％的碳酸钙料浆，在mcp反应槽1中制备得到mcp料浆，经喷雾干燥塔2雾化干燥后得到粉状mcp产品，干燥尾气经除尘室3除尘得到粉尘物料，将其与粉状mcp产品按干基质量比1:10混合作为返料b；含水量0.01％的碳酸钙粉末和p2o5浓度为40％脱氟磷酸用量按照ca/p比例为0.60调节比例，添加0.1％的富马酸亚铁和甘氨酸亚铁、0.1％的焦亚硫酸钠，与返料c按干基质量比1:3进入一级反应器4，反应物温度60℃，停留时间10s，得到物料d水分含量13％，物料d与返料b按干基质量比1:0.5进入二级反应器5，反应物温度60℃，停留时间10s，得到物料e水分含量10％，进入造粒机6造粒，造粒完成物料采用干燥窑7进行干燥，采用双层振网筛8筛分粒径合格的物料，上层筛网的筛上物采用破碎机9破碎至粒径小于40目比例大于80％，并将其与下层筛网的筛下物混合后作为返料c，双层筛网之间得到的物料为粒状mcp产品。
表1-1返料指标及粒径分布情况
表1-2粉状、粒状mcp产品指标及粒径分布情况
实施例2：
采用p2o5浓度为45％脱氟磷酸与含水量为40％的磷酸氢钙料浆，在mcp反应槽1中制备得到mcp料浆，经喷雾干燥塔2雾化干燥后得到粉状mcp产品，干燥尾气经除尘室3除尘得到粉尘物料，将其与粉状mcp产品按1:5混合作为返料b；含水量3.0％的磷酸氢钙粉末和p2o5浓度为45％脱氟磷酸用量按照ca/p比例为0.61调节比例，添加0.5％的碳酸亚铁、0.5％的焦亚硫酸钠，与返料c按干基质量比1:2进入一级反应器4，反应物温度70℃，停留时间15s，得到物料d水分含量20％，物料d与返料b按干基质量比1:2进入二级反应器5，反应物温度70℃，停留时间15s，得到物料e水分含量7％，进入造粒机6造粒，造粒完成物料采用干燥窑7进行干燥，采用双层振网筛8筛分粒径合格的物料，上层筛网的筛上物采用破碎机9破碎至粒径小于40目比例大于80％，并将其与下层筛网的筛下物混合后作为返料c，双层筛网之间得到的物料为粒状mcp产品。
表2-1返料指标及粒径分布情况
表2-2粉状、粒状mcp产品指标及粒径分布情况
实施例3：
采用p2o5浓度为45％脱氟磷酸与含水量为40％的碳酸氢钙料浆，在mcp反应槽1中制备得到mcp料浆，经喷雾干燥塔2雾化干燥后得到粉状mcp产品，干燥尾气经除尘室3除尘得到粉尘物料，将其与粉状mcp产品按1:1混合作为返料b；含水量1％的碳酸氢钙粉末和p2o5浓度为45％脱氟磷酸用量按照ca/p比例为0.63调节比例，添加1.5％的氯化亚铁、1.0％的硫代硫酸钠，与返料c按干基质量比1:2进入一级反应器4，反应物温度70℃，停留时间25s，得到物料d水分含量20％，物料d与返料b按干基质量比1:3进入二级反应器5，反应物温度70℃，停留时间15s，得到物料e水分含量7％，进入造粒机6造粒，造粒完成物料采用干燥窑7进行干燥，采用双层振网筛8筛分粒径合格的物料，上层筛网的筛上物采用破碎机9破碎至粒径小于40目比例大于80％，并将其与下层筛网的筛下物混合后作为返料c，双层筛网之间得到的物料为粒状mcp产品。
表3-1返料指标及粒径分布情况
表3-2粉状、粒状mcp产品指标及粒径分布情况
实施例4：
采用p2o5浓度为50％脱氟磷酸与含水量为30％的磷酸钙料浆，在mcp反应槽1中制备得到mcp料浆，经喷雾干燥塔2雾化干燥后得到粉状mcp产品，干燥尾气经除尘室3除尘得到粉尘物料，将其与粉状mcp产品按1:0混合作为返料b；含水量2％的磷酸钙粉末和p2o5浓度为50％脱氟磷酸用量按照ca/p比例为0.65调节比例，添加3％的硫酸亚铁、2％的抗坏血酸，与返料c按干基质量比1:2进入一级反应器4，反应物温度80℃，停留时间30s，得到物料d水分含量25％，物料d与返料b按干基质量比1:5进入二级反应器5，反应物温度80℃，停留时间30s，得到物料e水分含量5％，进入造粒机6造粒，造粒完成物料采用干燥窑7进行干燥，采用双层振网筛8筛分粒径合格的物料，上层筛网的筛上物采用破碎机9破碎至粒径小于40目比例大于80％，并将其与下层筛网的筛下物混合后作为返料c，双层筛网之间得到的物料为粒状mcp产品。
表4-1返料指标及粒径分布情况
表4-2粉状、粒状mcp产品指标及粒径分布情况
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。