[发明专利]一种盐酸分解磷矿制备饲料级磷酸氢钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐酸分解磷矿制备饲料级磷酸氢钙的方法。

背景技术

目前磷酸氢钙的生产方法主要有硫酸法、硝酸法和盐酸法。

硫酸法是用硫酸分解成磷酸和水不溶性硫酸钙结晶，然后用磷酸和氨中和反应生产磷铵。硫酸法虽然工艺简单，成本较低，但也存在很多缺点，比如：所得磷酸浓度低，磷收率不高；对磷矿的品位要求高，特别是对矿石中杂质氧化镁和氯离子的含量要求严格；由于我国硫资源缺乏，一定程度上制约其生产；生产过程中产生大量磷石膏，不易处理。

硝酸法是用硝酸分解磷矿得到磷酸和水溶性硝酸钙，然后采用冷冻、溶剂萃取和离子交换等不同方法分离出硝酸钙。目前较为有效且广泛采用的是将酸解液冷冻到一定温度结晶分离出硝酸钙的冷冻法。硝酸法也有一定的局限性，比如：硝酸价格高，造成生产升本高；能耗高，在生产过程中需要降温将硝酸钙析出，需要消耗大量的能量；生产流程长，生产过程中药有大量的除杂过程，需要的生产步骤多。

采用盐酸法分解磷矿石生产磷酸氢钙，如CN1019473B公开的一种生产饲料磷酸氢钙的方法，是用助剂硅酸钠、水和磷矿粉配制成矿浆，加入盐酸反应得到滤酸，经净化脱除氟、铅、镉、汞等有害元素得到精制滤酸，再加入石灰乳中和得到饲料级磷酸氢钙。该方案利用树脂净化滤酸使得生产成本较高，得到的滤酸中杂质较多，磷酸氢钙产品质量不稳定。又如CN101380062B公开了一种盐酸分解中低品位磷矿制造饲料磷酸氢钙的方法，是以盐酸分解中低品位磷矿，氯化钾或氯化钠或K₂CO₃、NaCO₃脱氟、石灰乳中和制得饲料磷酸氢钙；该方案中磷酸与氯化钙的分离效果不够理想。再如CN100402418C公开了一种盐酸法生产饲料磷酸氢钙联产石膏的方法，是用钙水或清水将磷矿粉配成矿浆，并加入盐酸，接着加入硫化钠水溶液反应，再加入絮凝剂聚丙烯酰胺水溶液沉降分离酸解液，过滤下层浓缩液并用钙水洗涤酸渣，最后加入石灰乳中和，静置沉降得到饲料磷酸氢钙产品。该方案工艺较为复杂，磷酸氢钙产品质量不够理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盐酸分解磷矿制备饲料级磷酸氢钙的方法，解决现有的硫酸法和硝酸法生产磷酸技术中生产成本高、能耗高、流程长，磷石膏堆放不利于环保，磷酸中杂质较多，磷酸氢钙产品质量不稳定的问题。

本发明的一种盐酸分解磷矿制备饲料级磷酸氢钙的方法，主要包括以下步骤：

（1）磷矿粉和盐酸反应生成磷酸和氯化钙的混合溶液：

将P₂O₅含量大于5%的磷矿粉和盐酸在分解槽内搅拌反应30min～90min，使磷矿石分解生成磷酸和氯化钙的混合溶液；

（2）加热升温，加入Na₂S脱除金属杂质，加入H₂O₂脱色：

将含粗磷酸的混合溶液加热升温至20℃～75℃，加入质量为磷酸质量3‰～7‰的Na₂S搅拌反应20min～60min过滤分离，脱除磷酸中的砷、铅、三价铁等金属离子，接着在50℃～70℃加入质量为磷酸质量0.5‰～2‰的脱色剂H₂O₂搅拌反应10min～30min，脱除磷酸的颜色；

（3）加入三聚氰胺生成磷酸三聚氰胺：

向步骤（2）最后所得溶液加入萃取剂三聚氰胺，三聚氰胺的用量与磷酸摩尔比为(1.0～1.8):1，在常温条件下，匀速搅拌30min～50min，反应完全后过滤，得到磷酸三聚氰胺沉淀；

（4）加入氨水反应得到磷铵溶液及三聚氰胺：

在常温下向磷酸三聚氰胺沉淀中加入浓度为10%～25%的氨水，氨水与磷酸三聚氰胺的摩尔比为(1.1～1.2):1，搅拌反应10min～60min后静置10min左右，分液处理，得到磷铵溶液及三聚氰胺，其中三聚氰胺作为萃取剂回收再利用；

（5）向磷铵溶液中加入Ca(OH)₂饱和溶液反应得到磷酸氢钙：

10℃～60℃条件下，向磷铵溶液中加入氢氧化钙饱和溶液，充分搅拌均匀，调节反应溶液PH值至6.0～7.0，反应10min～60min，过滤，所得固体为磷酸氢钙，液体为含氨的水溶液；液体回收用作氨水生产三聚氰胺。

所述步骤（1）中磷矿粉细度为80～200目。

所述步骤（2）中的脱色剂为0.5‰～1.52‰的活性炭。