[发明专利]生产磷酸钙组合物

说明书

本公开的特征在于一种方法，其包括获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液，将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液以产生以磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液为特征的合并溶液，并且将第二氢氧化钙溶液添加至合并溶液以形成包括磷酸钙组合物的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请的优先权，其每一个的全部内容通过参考引入本文：2015年9月25日提交的62/232,961；2015年9月25日提交的62/232,999；和2015年10月27日提交的62/246,796。

技术领域

本公开涉及磷酸钙组合物和此类组合物的生产方法。

背景技术

磷酸钙是一类包括钙(II)和正磷酸根离子的化合物。如氢氧根离子等的其它离子也可以存在。磷酸钙是重要的工业材料，并且用于包括肥料生产、烘焙、营养补充、牙科和医药的各种应用。

发明内容

磷酸钙化合物可以通过直接回收操作和工业制造获得。如采矿等的直接回收操作存在重大挑战。其中存在将期望组成的磷酸钙化合物定位和回收的困难，因为磷酸钙的组成不同。其它困难包括精炼回收产物以减少几乎存在于所有天然产生的磷酸钙源中的杂质。

常规的工业生产方法在很多方面也受到限制。虽然可以生产在组成上具有一定范围的可变性的磷酸钙组合物，但是在宽范围的组成上施加可重复的控制是困难的。此外，常规的工业过程依赖大量的其中一些相对昂贵的试剂来生产有用的产物。此外，用于制造某些类型的经济上有价值的如羟基磷灰石等的磷酸钙化合物的条件以高经济成本得到产物。

本公开的特征在于在相对直接的生产过程中可控的、低成本生产多种磷酸钙组合物的方法。可以将方法系统地改变以得到具有可预测组成的产物。另外，可以调整方法以得到在如比表面积、结晶度和粒度(particle size)等物理性质方面具有可控的变化的产物。因此，本文公开的方法在工业规模上提供多种磷酸钙组合物的经济上可行和可控的合成。

通常，在第一方面，本公开的特征在于如下的方法：包括获得包括碳酸钙的第一多个颗粒，其中颗粒具有8mm和12mm之间的粒度分布(distribution of sizes)，和将第一多个颗粒加热至900℃和1200℃之间的温度至少1小时的时间以产生包括氧化钙的第二多个颗粒。

该方法的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。

颗粒的平均最大尺寸可以为约10mm，并且颗粒的最大尺寸的分布的半峰全宽可以为4mm以下。第一多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为至少94％(例如至少98％)。第二多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为小于0.5％(例如小于0.1％)。

第一多个颗粒中的碳酸钙向第二多个颗粒中的氧化钙的转化效率可以为95％以上(例如99％以上)。可以将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度(例如，加热至大于1000℃的温度)以产生第二多个颗粒。

该方法可以包括提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括提高在该时间期间一系列步骤中的温度，其中在各连续步骤，将第一多个颗粒在高于紧接前一步骤的温度的恒定温度下加热该时间的一部分。该系列步骤可以包括至少三个步骤，其中系列中的第一步骤包括将第一多个颗粒加热至900℃和1000℃之间的温度，系列中的第二步骤包括将第一多个颗粒加热至1000℃和1100℃之间的温度，以及系列中的第三步骤包括将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度。

该方法可以包括连续地提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括线性地提高在900℃和1000℃之间的第一温度与1100℃和1200℃之间的第二温度之间的温度。

该时间可以在1小时和2小时之间(例如2小时和3小时之间)。