专利名称：催化法制取饲料磷酸氢钙工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种磷酸盐的制备方法，尤其是饲料级磷酸氢钙的制备工艺。
饲料级磷酸氢钙是补充动物磷和钙两大生长、代谢的重要元素的来源，目前公开使用的饲料级磷酸氢钙制备方法有三种a、热法磷酸中和法；b、湿法磷酸净化中和法；c、普通过磷酸钙萃取净化中和法。热法磷酸中和法生产工艺虽然简单，但热法磷酸的价格已大大超过了饲料级磷酸氢钙的价格，使该法失去市场上的竞争能力；湿法磷酸净化中和法，需要多消耗硫酸将磷矿粉分解为磷酸，所排放的废渣磷石膏较多，不利于环境保护，由于反应温度较高，为80-110℃，对设备腐蚀严重，还需增加氟尾气吸收装置，从而使设备投资增大，成本增加，并且磷的收率仅为70%左右；普通过磷酸钙法，是化肥的综合利用方法之一，虽然硫酸消耗减少，磷矿粉只分解至磷酸二氢钙，磷分解率要达90%以上，并需要7天以上的熟化时间，废渣磷石膏难过滤，且磷的收率也仅达60-70%。
中国专利申请CN1048015A(申请号90100845)公开了一种“低比例硫酸湿法生产饲料级磷酸氢钙”的方法，其特征是用低比例硫酸处理磷矿石，通过浸出磷矿石，生成磷酸与磷酸二氢钙盐，采用石灰乳作一段中和快速除氟，再用石灰乳进行二段中和沉淀，采用振动沸腾干燥饲料级磷酸氢钙。该申请所述方法属于上述第二类湿法磷酸净化中和法。
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种催化法制备饲料级磷酸氢钙的新工艺。
本发明所述的催化法制取饲料磷酸氢钙工艺由以下步骤组成(一)、将磷矿粉、萃取水、硫酸在催化剂作用下进行分解反应，生成磷酸二氢钙、硫酸钙和氟化物，加入硫化物，调PH至1-2.5，过滤，滤渣为硫酸钙、砷及重金属杂质，水洗后滤渣弃之；(二)、(一)的滤液调整PH至2.5-3.2，除去氟，过滤，得到纯净的磷酸二氢钙溶液；(三)、中和(二)所得溶液至PH为5-7，分离母液，制得饲料磷酸氢钙，母液可循环使用。
在本发明所述工艺中，先将P2O5含量为20-34%的磷矿粉加水(萃取水)，配成矿浆，加入0.3-3%重量的催化剂，再加入50-80%重量的硫酸，于常温下进行分解反应，反应式如下
这里所用的硫酸浓度为20-98%，催化剂为强酸如盐酸、磺酸、硝酸、酚磺酸及其碱金属或碱土金属的盐类如钠盐、钾盐、铵盐、钙盐中的一种或几种的混合物，在步骤(一)中分解反应的进行时间为2-24小时，磷分解率达95%左右，在上述反应物中加入除杂剂Na2S、H2S等硫化物，加入量为磷矿粉量的0.01-0.05%，去除砷及重金属等杂质，再加入除杂剂碳酸钙粉或石灰乳调PH至1-2.5，过滤除去硫酸钙、重金属及砷的硫化物，水洗滤饼，萃取水与洗水用量合计为磷矿粉的4-8倍，再加入含钙物如碳酸钙粉或石灰乳调PH至2.5-3.2，温度10-30℃，进行除氟反应，过滤或沉降(采用聚丙烯酰胺作为沉降剂)得到纯净的磷酸二氢钙溶液，加入含量为10-25%的石灰乳进行中和反应，反应式如下
至PH值为5-7，分离母液，得到固体磷酸氢钙。
本发明所述工艺由于加入了催化剂，使硫酸分解磷矿粉的反应能在常温、常压下进行，并且只分解到磷酸二氢钙，少消耗硫酸1/3，少排放废渣1/3，缩短分解时间至数小时，提高磷分解率至95%左右，本工艺改以往的二段中和为三段中和，使得磷收率提高，而设备腐蚀减缓，还由于氟尾气排放较少，减去了传统的氟尾气吸收装置，使得设备投资大大减少，而所得产品饲料磷酸氢钙的生产成本降低约30%，有利于环境保护。
实施例在10立方反应釜中加入水3立方，搅拌下加入浓硫酸(含量98%)1吨，加入催化剂硝酸铵50千克及含P2O532%的磷矿粉1.5吨，在60℃下反应4小时，然后加入1%硫化钠液5千克，再用20%石灰乳调PH至2，用真空过滤，并用3吨水洗滤渣。滤液中加入碳酸钙粉调PH至3，真空过滤，用0.5吨水洗滤渣。滤液再用20%石灰乳中和至PH6，离心分离，湿产品用气流干燥机于180℃的热风干燥30秒即得含P≥16.0%、Ca≥21.0%、F≤0.18%、As≤0.003%，重金属(以铅计)≤0.002%饲料磷酸氢钙1吨，磷总收率达80%。
权利要求
1.一种催化法制取饲料磷酸氢钙工艺，其特征在于由以下步骤组成(一)、将磷矿粉、萃取水、硫酸在催化剂作用下进行分解反应，生成磷酸二氢钙、硫酸钙和氟化物，加入硫化物，调PH至1-2.5，过滤，滤渣为硫酸钙、砷及重金属杂质，水洗后滤渣弃之；(二)、(一)的滤液调整PH至2.5-3.2，除去氟，过滤，得到纯净的磷酸二氢钙溶液；(三)、中和(二)所得溶液至PH为5-7，分离母液，制得饲料磷酸氢钙，母液可循环使用。
2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的催化剂为强酸及其碱金属或碱土金属的盐类的一种或几种的混合物。
3.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的催化剂加入量为0.3-3%。
4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的硫酸浓度为20-98%。
5.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的硫酸的加入量为50-80%。
6.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(一)中分解反应的进行时间为2-24小时。
7.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(一)中萃取水与洗水用量合计为磷矿粉的4-8倍。
全文摘要
本发明涉及到一种磷酸盐的制备方法，尤其是饲料级磷酸氢钙的制备工艺。本发明所述工艺由以下步骤组成(一)、将磷矿粉、萃取水、硫酸在催化剂作用下进行分解反应，生成磷酸二氢钙、硫酸钙和氟化物，加入硫化物，调pH至1—2.5，过滤，滤渣为硫酸钙、砷及重金属杂质，水洗后滤渣弃之；(二)、(一)的滤液调整pH至2.5—3.2，除去氟，过滤，得到纯净的磷酸二氢钙溶液；(三)、中和(二)所得溶液至pH为5—7，分离母液，制得饲料磷酸氢钙，母液可循环使用。
文档编号C01B25/32GK1107661SQ9410196
公开日1995年9月6日 申请日期1994年3月1日 优先权日1994年3月1日
发明者林恒兴 申请人:云南精细化工公司