一种生产饲料级磷酸氢钙过程中副产优质富过磷酸钙的方法.pdf

一种生产饲料级磷酸氢钙过程中副产优质富过磷酸钙的方法，本发明特征是采用以下工艺过程：1）、用含五氧化二磷21-25%和氧化铁、氧化铝、氧化镁总含量3.5%以上的中低品位磷矿为原料，通过浮选后制取五氧化二磷含量28-33%、铁铝镁氧化物杂质总量3.5%以下的高品质磷精矿；以反浮选脱除铁铝镁杂质后的高品质磷精矿和硫酸为原料，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；等等。本发明技术可实现以中低品位磷矿生产出优质富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，在目前饲料级磷酸氢钙行业最有推广应用价值。

权利要求书
1.  一种生产饲料级磷酸氢钙过程中副产优质富过磷酸钙的方法，本发明特征是采用以下工艺过程：
1）、用含五氧化二磷21-25%和氧化铁、氧化铝、氧化镁总含量3.5%以上的中低品位磷矿为原料，通过浮选后制取五氧化二磷含量28-33%、铁铝镁氧化物杂质总量3.5%以下的高品质磷精矿；
以反浮选脱除铁铝镁杂质后的高品质磷精矿和硫酸为原料，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）、以前一步制取的湿法磷酸为原料，通过三次中和净化湿法磷酸以生产合格的净化磷酸作为生产饲料级磷酸氢钙的原料；在进行第一次中和时，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1.0-3.0小时；
3）、将反应好的中和料浆过滤，得到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、铅杂质的滤液作下一步净化反应的原料；
4）、用含2-5%的石灰水中和上一步得到的初净化磷酸，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；除去氟、铁、铝及砷、铅杂质的滤液作下一步第三次中和净化反应制取饲料级磷酸氢钙的原料；
6）、以第二次中和净化等到的含有效磷33-37%的高磷元素粉为原料，加入占其实物量的10-20%的浓缩磷酸和工业硫酸的混酸，经反应、熟化后，制取35-39%的磷元素肥；
7）、上一步所用的混酸是指45%的浓缩磷酸和98%的工业硫酸，浓磷酸中加入5-15%的工业硫酸；
8）、以35-39%的高磷元素肥为原料，加入部分含有效磷12%的普通过磷酸钙，分别制取含有效磷25%、31%、35%的优质富过磷酸钙产品。

说明书一种生产饲料级磷酸氢钙过程中副产优质富过磷酸钙的方法
技术领域
本发明是关于用中低品位磷矿通过浮选工艺制取高品位的磷精矿，并在用高品位磷精矿生产饲料级磷酸氢钙过程制取的部分高磷元素粉为原料，再加少量磷酸及硫酸的混酸制取优质富过磷酸钙的方法，属磷肥产品制造领域。
背景技术
富过磷酸钙是利用硫酸、磷酸或浓磷酸渣按一定比例配制成一定浓度的混酸分解磷矿制得，产品成份主要为磷酸二氢钙的水合物Ca(H2PO4)2·H2O 和少量游离的磷酸、无水硫酸钙以及磷酸铁铝等成分。
国内生产富过磷酸钙，均是以含五氧化二磷28-31%以上的中高品位磷矿加硫酸或高品位磷矿加浓缩磷酸渣的方法制取。因该方法需要较高品位的磷矿，生产成本高、经济效益差。
目前国内饲料级磷酸氢钙生产最普遍的方法是以中高品位磷矿和硫酸为原料制取湿法磷酸，经过两次中和以脱除磷酸溶液中的铁、铝、氟、砷、铅等有害杂质。在第一次中和后过滤得到含有效五氧化二磷22-25%的肥料级磷酸氢钙（俗称白肥）。第二次中和净化得到的固液料浆返回第一次中和的湿法磷酸中。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。由于肥料市场不景气，导致许多饲料级磷酸氢钙企业的肥料级磷酸氢钙的质量差、价格低，无法销售，导致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饲料级磷酸氢钙及富过磷酸钙生产现有技术的不足之处，提供一种以中低品位磷矿为原料通过浮选后制取高品位磷精矿、再以高品位磷精矿和硫酸为原料按常规工艺生产湿法磷酸、通过3次中和除杂净化湿法磷酸（一次中和除去大量氟、铁、铝、砷等杂质，同时副产肥料级磷酸氢钙、二次中和除去少部分氟、铁、铝、砷、镁等杂质，同时副产高磷元素粉、三次中和制取合格的净化磷酸同时副产中和渣返回第一次中和的湿法磷酸中返溶以回收磷）。以第二次中和制取的高磷元素粉为原料进一步制取优质富过磷酸钙的工艺方法。本技术方法可在湿法磷酸净化过程中副产优质的高磷元素粉并进一步制取优质富过磷酸钙，能大幅度降低生产成本、提高经济效益。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
一种生产饲料级磷酸氢钙过程中副产优质富过磷酸钙的方法，本发明特征是采用以下工艺过程：
1）、用含五氧化二磷21-25%和氧化铁、氧化铝、氧化镁总含量3.5%以上的中低品位磷矿为原料，通过浮选后制取五氧化二磷含量28-33%、铁、铝、镁氧化物杂质总量3.5%以下的高品质磷精矿；
以反浮选脱除铁、铝、镁等杂质后的高品质磷精矿和硫酸为原料，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）、以前一步制取的湿法磷酸为原料，通过三次中和净化湿法磷酸以生产合格的净化磷酸作为生产饲料级磷酸氢钙的原料；在进行第一次中和时，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1.0-3.0小时；
    3）、将上步反应好的中和料浆过滤，将得到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（初净化磷酸）作下一步净化反应的原料；
 4）、用含2-5%的石灰水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；除去氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步第三次中和净化反应和制取饲料级磷酸氢钙的原料；
    6）、以第二次中和净化等到的含有效磷33-37%的高磷元素粉为原料，加入占其实物量的10-20%的浓缩磷酸和工业硫酸的混酸，经反应、熟化后，制取有效磷含量35-39%的磷元素肥；
7）、上一步所用的混酸是指45%的浓缩磷酸和98%的工业硫酸，浓缩磷酸中加入5-15%的工业硫酸；
8）、以35-39%的磷元素肥为原料，再加入部分含有效磷12%的普通过磷酸钙，分别制取含有效磷25%、31%、35%的优质富过磷酸钙产品。
本工艺技术与目前普通的饲料级磷酸氢钙和富过磷酸钙生产工艺方法相比，具有以下有益效果：
1.、用含五氧化二磷21-25%和氧化铁、氧化铝、氧化镁总含量3.5%以上的中低品位磷矿为原料，通过浮选后制取五氧化二磷含量28-33%、铁铝镁氧化物杂质总量3.5%以下的高品质磷精矿。由于浮选过程中除去了磷矿的杂质，保证了后工序生产中湿法磷酸、饲料级磷酸氢钙的质量，中和净化过程副产的高磷元素粉中的有效磷含量高、杂质含量低、反应活性好。
2、将常规的湿法磷酸经过两次脱氟净化改为三次脱氟净化。并将第二次制取的杂质含量低、有效磷含量高的磷元素粉作为制取优质富钙的原料。其特点包括：
（1）在第一次中和净化湿法磷酸过程中，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，除去湿法磷酸中的大部分氟、铁、铝、砷等杂质，产生的固体中和渣占传统氢钙工艺一段中和渣总量的70-30%。经烘干后得到肥料级磷酸氢钙，作为复混肥料的原料。
（2）第二次中和净化用2-5%的石灰水中和第一次过滤清液，得到的二次中和渣经烘干后，其有效磷达到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）以第二次中和净化得到的高磷元素粉为原料，加入10-20%的浓缩磷酸及硫酸的混合酸后，可制取35-39%的磷元素肥。在混酸中加入硫酸，可以提高物料的反应活性并提高磷元素肥的水溶性磷。再加入一定量的12%普钙后，可分别制取含有效磷25%、31%、35%的高品质富过磷酸钙。制取优质富过磷酸钙不仅运输成本低，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高品质富过磷酸钙的难题。
3、本发明技术通过改进饲料级磷酸氢钙部分工艺条件，制取高品质的磷元素粉，既缓解了低品质肥料级磷酸氢钙的处理和销售难题，还能制取高品质的富过磷酸钙。
4、本发明技术可实现以中低品位磷矿生产出优质富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，在目前饲料级磷酸氢钙行业最有推广应用价值。
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副产优质富过磷酸钙的方法，本发明特征是采用以下工艺过程：
1）、用含五氧化二磷21-25%和氧化铁、氧化铝、氧化镁总含量3.5%以上的中低品位磷矿为原料，通过浮选后制取五氧化二磷含量28-33%、铁铝镁氧化物杂质总量3.5%以下的高品质磷精矿；
以浮选脱除铁铝镁杂质后的高品质磷精矿和硫酸为原料，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）、以前一步制取的湿法磷酸为原料，通过三次中和净化湿法磷酸以生产合格的净化磷酸作为生产饲料级磷酸氢钙的原料；在进行第一次中和时，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1.0-3.0小时；
    3）、将反应好的中和料浆过滤，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（初净化磷酸）作下一步净化反应的原料；
 4）、用含2-5%的石灰水中和上一步得到的初净化磷酸，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）、将上一步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；除去氟、铁、铝及砷、铅等杂质的滤液作下一步第三次中和净化反应制取饲料级磷酸氢钙的原料；
    6）、以第二次中和净化等到的含有效磷33-37%的高磷元素粉为原料，加入占其实物量的10-20%的浓缩磷酸和工业硫酸的混酸，经反应、熟化后，制取35-39%的高磷元素肥；
7）、上一步所用的混酸是指45%的浓缩磷酸和98%的工业硫酸，浓磷酸中加入5-15%的工业硫酸；
8）、以35-39%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25%、31%、35%的优质富过磷酸钙产品。
实施案例一
1、以品位23.3%的磷矿为原料，经过反浮选除镁后制取9.1%的湿法磷酸，按本发明技术，一段一次重质碳酸钙中和至pH值1.6，再进行一段二次石灰中和至pH值2.1，制取含有效磷34.2%的磷元素粉。
2、每100份高磷粉加入18.6份含五氧化二磷42.5%的磷酸及硫酸的混酸（浓磷酸中加入6%的硫酸），制取含有效磷35.5%的磷元素肥。
3、在100份前一步制取的磷元素肥中加入74.5份含有效磷12.3%的普钙，制取的富过磷酸钙，其有效磷含量25.6%、水溶磷16.6%，游离酸含量6.5%。产品质量达到合格品粉状富过磷酸钙产品的技术要求。
实施案例二
1、以品位23.9%的磷矿为原料，经过反浮选除镁后制取10.2%的湿法磷酸，按本发明技术，第一次重钙中至pH值1.7，再进行第二次石灰中和至pH值2.3，制取含有效磷35.8%的磷元素粉。
2、每100份高磷粉加入34.1份含五氧化二磷41.3%的磷酸及硫酸的混酸（浓磷酸中加入9%的硫酸），制取含有效磷37.2%的磷元素肥。
3、在100份前一步制取的磷元素肥中加入30.3份含有效12.3%的普钙，制取的富过磷酸钙，其有效磷含量31.4%、水溶磷20.4%，游离酸含量6.6%。产品质量达到一等品粉状富过磷酸钙产品的技术要求。
实施案例三
1、以品位24.6%的磷矿为原料，经过反浮选除镁后制取11.5%的湿法磷酸，按本发明技术，第一次重钙中至pH值1.9，再进行第二次石灰中和至pH值2.4，制取含有效磷36.7%的磷元素粉。
2、每100份磷元素粉中加入118.7份含五氧化二磷40.2%的磷酸及硫酸的混酸（浓磷酸中加入12%的硫酸），制取含有效磷38.6%的磷元素肥。
3、在100份前一步制取的磷元素肥中加入14.2份含有效12.1%的普通过磷酸钙，制取的富过磷酸钙，其有效磷含量35.3%、水溶磷22.5%，游离酸含量6.8%。产品质量达到优等品粉状富过磷酸钙产品的技术要求。