一種新的生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法
2023-06-01 08:43:31 3
專利名稱：一種新的生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法
技術領域：
本發明涉及無機化工生產工藝，具體是指一種新的生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法。
飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣都是為動物補充磷和鈣兩種營養元素的飼料添加劑，它們的作用早已為公眾所知，在現代飼料中也已被廣泛地使用 這兩種添加劑相比較，磷酸氫鈣(CaHPO4.2H2O)在水中的溶解能力低，溶度積KSP＝1×10-7，屬於難溶解化合物，一般動物對它的吸收率只有47％；而磷酸二氫鈣在水中有較大的溶解度，25℃時100克水中可其溶解15.4克。實驗證明，動物對其中磷的吸收率高達98％，因此它是一種極有前途的飼料添加劑。但是理論分析已證明，要製取磷酸二氫鈣必須使用濃度為60％以上的磷酸(參見大連工學院陳亞蘋主編的《無機化工工藝學》(三)中的「化學肥料」內容P225-226)，由於磷酸二氫鈣(Ca(H2PO4)2.H2O)在水中溶解度較大，為使產物能從母液中充分結晶出來，一般都是使用酒精、丙酮等有機溶劑作為反應介質。1991年馬蕃就提出了乙醇溶液法生產食品級Ca(H2PO4)2.H2O，進而製取複合食品膨鬆劑的專利；1993年1月，王甫全在93110806.3的申請中提出了一步法無返料生產飼料級Ca(H2PO4)2.H2O，該方法使用60％以上濃度的熱法磷酸直接與理論量的100目的CaCO3反應，然後把反應物在熱氣流中乾燥為產品。
性能優異的磷酸二氫鈣目前在飼料業界的使用量不及磷酸氫鈣的百分之一，造成這種狀況的原因在於一是磷酸二氫鈣的生產原料熱法磷酸價格昂貴，成本高；二是熱法磷酸的生產消耗大量的能源，社會總供給不足。
本發明的目的在於為了克服熱法磷酸生產磷酸二氫鈣存在的問題，提供一種新的生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法—即一種使用成本低廉的溼法磷酸生產的新工藝，該方法不僅為生產企業創造良好的經濟效益，而且也把磷礦資源的利用率提高一倍以上。
本發明的目的是藉以下技術方案得以實現的所選用的原料為包括Ca(OH)2、CaCO3的鹼性物質、濃度較低的磷酸，如30％-60％(重量百分比)的磷酸；所採用的方法為把鹼性物質與磷酸反應生成的飼料級磷酸氫鈣(CaHPO4.2H2O)作為中和劑與磷酸進行反應製備磷酸二氫鈣；本方法的理論依據和具體反應操作條件為理論上，Ca(OH)2、CaCO3等鹼性物質與磷酸反應生成飼料級CaHPO4.2H2O(I)，將其作為中和劑與淨化的稀磷酸反應製備磷酸二氫鈣；....(1)但是實際上，CaHPO4.2H2O產品中往往含有比理論量多一些的鈣它們的存在形式為Ca(OH)2、CaCO3、Ca3(PO4)3，故而上述兩種原料混合後還會發生以下反應......(2).....(4)事實上，由於使用了濃度較低的磷酸(例如30％-50％左右)，除了反應(2)、(3)、(4)可以發生之外，反應式(1)在混合操作中基本不能進行完全，僅是由(2)、(3)、(4)三個反應形成一個混合物，然後當把這個混合物在高溫氣流中乾燥處理時，隨水分蒸發，游離存在的磷酸濃度不斷增大，當磷酸濃度達到60％以上時，反應式(1)開始向右反應，整個反應伴隨著乾燥的完成而完成。
本發明的特徵之一即是使用溼法稀磷酸進行生產，節約能耗；對於實現本發明的目的，體現本發明的顯著特點的本發明所提供的具體工藝方法流程為在現有的生產飼料級沉澱磷酸鈣的典型流程後，加入「混合」、「乾燥」和「粉碎」三個工序，將稀H3PO4和CaHPO4.2H2O在混合槽中混合，經乾燥，使稀磷酸濃度逐漸增至使反應(1)能發生進而得到Ca(H2PO4)2.H2O產品。實際上，就是將稀H3PO4與稀H3PO4的中和產品CaHPO4.2H2O混合，並通過熱氣流蒸發掉H3PO4多餘的水份，使Ca(H2PO4)2.H2O得以生成。粉碎後的Ca(H2PO4)2，粒度達0.44mm以下，即為成品。
本發明增加了這三個工序後，即可簡使地得到性能優異的Ca(H2PO4)2.H2O，使磷的利用率由CaHPO4.2H2O的47％提高到Ca(H2PO4)2.H2O的98％。隨著磷的利用率的提高，產品的售價也有大幅度的提高，因而使本發明具有良好的經濟效益和巨大的社會效益。
由以上本發明的技術方案可看出本發明具有以下優點1.在實施本發明中，不須使用有機溶劑，不使用昂貴的熱法磷酸，因而其成本低廉、工藝簡單、設備投資省，磷的利用率高，粗磷酸中的磷幾乎全部轉化為產品。
2.使用濃度50％左右的磷酸時，可直接把反應混合物乾燥為產品。在使用更低濃度的H3PO4時，在使用返料稀釋後，也可直接製成Ca(H2PO4)2.H2O或者把總含磷量控制在20％時，即可得到富磷酸鈣。它也是一個很好的飼料添加劑商品品種。因此可以使用很寬的濃度範圍的稀磷酸而得以製取多種磷鈣產品是本發明的另一優點。
圖1為本發明的簡化工藝流程圖。
如
圖1所示，磷礦粉在分解槽中與H2SO4反應，經過濾分離掉磷石膏得到含雜質濃度低的粗磷酸，經用綜合淨化技術，再過濾除去As、Pb、F雜質得到淨化的稀H3PO4，此稀H3PO4分兩段，一段與Ca(OH)2、CaCO3、在中和槽中中和，經過濾排放母液得到CaHPO4.2H2O沉澱，此沉澱經氣流乾燥脫水後再與另一段稀H3PO4在混合槽中混合，經乾燥後沉澱物即為Ca(H2PO4)2.H2O。
實施例1在裝有攪拌器的400ml燒杯中加入100g淨化後的溼法稀磷酸(含磷9.5％，相當於30％H3PO4，0.306mol，含F＝0.10％)，開動攪拌器，緩慢以含8-9％Ca(OH)2的石灰乳中和至PH＝5.4-5.8，停止加石灰乳，繼續攪拌半小時後，PH上升至6-6.5，採用真空抽濾，得滬餅重132.5g，經檢測，該滬餅含水約60％，60℃下烘乾後得產物57g，含P＝16.5％，Ca＝25％，含水約20％，含F＝0.15％，As、Pb合格。
實施例2用蒸發皿稱實施例1所得的乾燥試樣10g，然後加入13g50％溼法H3PO4(含F＝0.12％)充分混合攪拌後呈鬆散的反應混合物，在98-100℃烘箱中烘乾1小時，產物重15.6g經檢測產品中含水4％，含P23.78％ Ca16.0％ F＝0.2％ Pb、As合格。
實施例3把實施例1的乾燥樣品稱20g在140℃烘箱中烘乾45分鐘，結晶水大部失去，加入50％H3PO425.5g，攪拌形成反應混合物呈較疏鬆粉粒狀，在98-100℃下烘乾1小時取出稱重30.5g，經分析產物含水2％，P＝23.6％ F＝0.20％ Pb、As合格。
權利要求
1.一種新的生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法，包括將磷礦粉經硫酸分解過濾，淨化後製得稀磷酸。然後將此稀磷酸分成二段，一段與鹼在中和槽中和製備磷酸氫鈣，另一段與製得的磷酸氫鈣在混合槽中混合，然後乾燥製備磷酸二氫鈣的方法。
2.權利要求1所述的方法，其中所述的稀磷酸是30％-60％的磷酸。最好是45％-55％。
3.權利要求1所述的方法，其中所述的鹼是Ca(OH)2或CaCO3。
全文摘要
本發明公開了一種新的綜合生產飼料級磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的方法，包括將磷礦粉經無機酸分解、過濾、淨化後製得稀磷酸，其中將此稀磷酸分成二段，一段與鹼在中和槽中和製備磷酸氫鈣，另一段稀磷酸與製取的磷酸氫鈣在混合槽中混合乾燥後，製備磷酸二氫鈣。
文檔編號C05B11/00GK1155513SQ9610033
公開日1997年7月30日 申請日期1996年1月23日 優先權日1996年1月23日
發明者魏如鐸 申請人:魏如鐸