本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鹽酸分解磷礦制備飼料級磷酸氫鈣的方法，主要包括以下步驟：（1）磷礦粉和鹽酸反應(yīng)生成磷酸和氯化鈣的混合溶液；（2）加熱升溫，加入Na2S脫除金屬雜質(zhì)，加入H2O2脫色；（3）加入三聚氰胺生成磷酸三聚氰胺；（4）加入氨水反應(yīng)得到磷銨溶液及三聚氰胺；（5）向磷銨溶液中加入Ca(OH)2飽和溶液反應(yīng)得到磷酸氫鈣。本發(fā)明專利技術(shù)工藝簡單，成本較低，生產(chǎn)流程短，能耗低；副產(chǎn)品為氯化鈣，解決了磷石膏堆放帶來的環(huán)境問題；磷酸氫鈣產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、品質(zhì)高；生成磷酸氫鈣的同時生成含氨溶液，可以用于萃取劑三聚氰胺的再生。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
目前磷酸氫鈣的生產(chǎn)方法主要有硫酸法、硝酸法和鹽酸法。硫酸法是用硫酸分解成磷酸和水不溶性硫酸鈣結(jié)晶，然后用磷酸和氨中和反應(yīng)生產(chǎn)磷銨。硫酸法雖然工藝簡單，成本較低，但也存在很多缺點(diǎn)，比如所得磷酸濃度低，磷收率不高；對磷礦的品位要求高，特別是對礦石中雜質(zhì)氧化鎂和氯離子的含量要求嚴(yán)格；由于我國硫資源缺乏，一定程度上制約其生產(chǎn)；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量磷石膏，不易處理。硝酸法是用硝酸分解磷礦得到磷酸和水溶性硝酸鈣，然后采用冷凍、溶劑萃取和離子交換等不同方法分離出硝酸鈣。目前較為有效且廣泛采用的是將酸解液冷凍到一定溫度結(jié)晶分離出硝酸鈣的冷凍法。硝酸法也有一定的局限性，比如硝酸價格高，造成生產(chǎn)升本高；能耗高，在生產(chǎn)過程中需要降溫將硝酸鈣析出，需要消耗大量的能量；生產(chǎn)流程長，生產(chǎn)過程中藥有大量的除雜過程，需要的生產(chǎn)步驟多。采用鹽酸法分解磷礦石生產(chǎn)磷酸氫鈣，如CN1019473B公開的一種生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣的方法，是用助劑硅酸鈉、水和磷礦粉配制成礦漿，加入鹽酸反應(yīng)得到濾酸，經(jīng)凈化脫除氟、鉛、鎘、汞等有害元素得到精制濾酸，再加入石灰乳中和得到飼料級磷酸氫鈣。該方案利用樹脂凈化濾酸使得生產(chǎn)成本較高，得到的濾酸中雜質(zhì)較多，磷酸氫鈣產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。又如CN101380062B公開了一種鹽酸分解中低品位磷礦制造飼料磷酸氫鈣的方法，是以鹽酸分解中低品位磷礦，氯化鉀或氯化鈉或K2C03、NaC03脫氟、石灰乳中和制得飼料磷酸氫鈣；該方案中磷酸與氯化鈣的分離效果不夠理想。再如CN100402418C公開了一種鹽酸法生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣聯(lián)產(chǎn)石膏的方法，是用鈣水或清水將磷礦粉配成礦漿，并加入鹽酸，接著加入硫化鈉水溶液反應(yīng)，再加入絮凝劑聚丙烯酰胺水溶液沉降分離酸解液，過濾下層濃縮液并用鈣水洗滌酸渣，最后加入石灰乳中和，靜置沉降得到飼料磷酸氫鈣產(chǎn)品。該方案工藝較為復(fù)雜，磷酸氫鈣產(chǎn)品質(zhì)量不夠理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，解決現(xiàn)有的硫酸法和硝酸法生產(chǎn)磷酸技術(shù)中生產(chǎn)成本高、能耗高、流程長，磷石膏堆放不利于環(huán)保，磷酸中雜質(zhì)較多，磷酸氫鈣產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。本專利技術(shù)的，主要包括以下步驟( I)磷礦粉和鹽酸反應(yīng)生成磷酸和氯化鈣的混合溶液將P2O5含量大于5%的磷礦粉和鹽酸在分解槽內(nèi)攪拌反應(yīng)30min 90min，使磷礦石分解生成磷酸和氯化鈣的混合溶液；(2)加熱升溫，加入Na2S脫除金屬雜質(zhì)，加入H2O2脫色將含粗磷酸的混合溶液加熱升溫至20°C 75°C，加入質(zhì)量為磷酸質(zhì)量3%。 7%0的Na2S攪拌反應(yīng)20min 60min過濾分離,脫除磷酸中的砷、鉛、三價鐵等金屬離子,接著在50°C 70°C加入質(zhì)量為磷酸質(zhì)量O. 5%0 2%。的脫色劑H2O2攪拌反應(yīng)IOmin 30min，脫除磷酸的顏色；(3)加入三聚氰胺生成磷酸三聚氰胺向步驟(2)最后所得溶液加入萃取劑三聚氰胺，三聚氰胺的用量與磷酸摩爾比為(1. O 1. 8) : 1，在常溫條件下，勻速攪拌30min 50min，反應(yīng)完全后過濾，得到磷酸三聚氰胺沉淀；(4)加入氨水反應(yīng)得到磷銨溶液及三聚氰胺在常溫下向磷酸三聚氰胺沉淀中加入濃度為10% 25%的氨水，氨水與磷酸三聚氰胺的摩爾比為(1.1 1. 2) :1，攪拌反應(yīng)IOmin 60min后靜置IOmin左右，分液處理，得到磷銨溶液及三聚氰胺，其中三聚氰胺作為萃取劑回收再利用；(5)向磷銨溶液中加入Ca(OH)2飽和溶液反應(yīng)得到磷酸氫鈣10°C 60°C條件下，向磷銨溶液中加入氫氧化鈣飽和溶液，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)節(jié)反應(yīng)溶液PH值至6. O 7. O,反應(yīng)IOmin 60min,過濾,所得固體為磷酸氫I丐,液體為含氨的水溶液；液體回收用作氨水生產(chǎn)三聚氰胺。所述步驟(I)中磷礦粉細(xì)度為80 200目。所述步驟(2)中的脫色劑為O. 5%。 1. 52%。的活性炭。所述步驟(2)中的脫色劑活性炭是在加入Na2S脫金屬雜質(zhì)的時候一起加入。所述步驟(5)中的氫氧化鈣的最少加入量與溶液中磷酸的量之比為1:1。本專利技術(shù)技術(shù)方案是先用鹽酸將磷礦石分解得到反應(yīng)液，再用三聚氰胺萃取反應(yīng)液中的磷酸得到磷酸三聚氰胺，然后向磷酸三聚氰胺中通入氨水，還原三聚氰胺，同時得到磷酸氫鈣。本專利技術(shù)中主要涉及的化學(xué)反應(yīng)如下磷礦石主要成分為氟磷酸鈣Ca5F(PO4)3，鹽酸分解磷礦的主要反應(yīng)式為Ca5F (PO4) 3+10HCl — 5CaCl2+3H3P04+HF 三聚氰胺是有三個活潑氨基的環(huán)狀化合物，能與磷酸發(fā)生固-液表面沉淀反應(yīng)，生成難溶的磷酸三聚氰胺沉淀，其反應(yīng)方程式為C3N6H6 (s)+H3PO4==C3N6H6 · H3PO4 I生成的磷酸三聚氰胺沉淀經(jīng)洗滌后再進(jìn)一步與氨水反應(yīng)分別生成磷酸一銨、磷酸二銨、水和三聚氰胺,此反應(yīng)屬于固-液表面溶解反應(yīng),其反應(yīng)式如下C3N6H6 · H3PO4 (s) +NH3 · H20==NH4H2P04+C3N6H6 (s) +H2OC3N6H6 · H3PO4 (s) +2NH3 · H2O== (NH4) 2HP04+C3N6H6 (s) +2H20向磷銨溶液中加入氫氧化鈣溶液，使磷銨中的磷酸以磷酸氫鈣的形式析出NH4H2P04+Ca (OH) 2==CaHP04 I +NH3 · H2O (NH4) 2HP04+Ca (OH) 2==CaHP04 I +NH3 · H2O在以上化學(xué)反應(yīng)中，因?yàn)槿矍璋吩谒械娜芙舛群苄。渑c磷酸生成的磷酸三聚氰胺鹽的溶解度更小，有利于磷酸三聚氰胺沉淀的生成。當(dāng)三聚氰胺與粗磷酸反應(yīng)時，粗磷酸中的金屬離子不會與三聚氰胺發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)有鹽酸存在時，三聚氰胺優(yōu)先與磷酸作用生成沉淀，而不會與鹽酸首先生成可溶性的鹽酸三聚氰胺。因?yàn)辂}酸法制得的粗磷酸中含有一定量的CaCl2，在磷酸三聚氰胺沉淀生成時CaCl2會被包裹夾帶到沉淀中，所以需要對沉淀進(jìn)行反復(fù)洗滌、過濾除去可溶性鹽，以實(shí)現(xiàn)粗磷酸中的磷酸與氯化鈣的分離。本專利技術(shù)的有益效果工藝簡單，成本較低，生產(chǎn)流程短，能耗低；副產(chǎn)品為氯化鈣，解決了磷石膏堆放帶來的環(huán)境問題；利用三聚氰胺和磷酸結(jié)合生成磷酸三聚氰胺的方法將磷酸萃取出來，然后用氨將三聚氰胺置換出來，可使磷酸中雜質(zhì)含量相對較少，磷酸氫鈣產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、品質(zhì)高；使用氫氧化鈣中和磷銨溶液，生成磷酸氫鈣的同時生成含氨溶液，可以用于萃取劑三聚氰胺的再生；以鹽酸為原料，與使用硫酸相比，價格較低、來源穩(wěn)定，不會受到硫磺價格波動的影響，同時緩解了我國硫資源緊張的情況；對磷礦品位要求不高，可用低品位磷礦作原料，有利于低品位磷礦資源的利用。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的流程簡圖。具體實(shí)施方式 為了加深對本專利技術(shù)的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但并不構(gòu)成對本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限定。圖1為本專利技術(shù)的流程簡圖，如圖1所示，本專利技術(shù)方法主要是將磷礦粉和鹽酸反應(yīng)生成磷酸和氯化鈣的混合溶液后，加入Na2S脫除金屬雜質(zhì)，加入H2O2脫色；再加入三聚氰胺生成磷酸三聚氰胺；接著加入氨水反應(yīng)得到磷銨溶液及三聚氰胺，其中三聚氰胺作為萃取劑回收再利用；最后向磷銨溶液中加入Ca(OH)2飽和溶液反應(yīng)得到磷酸氫鈣，得到的氨水回收用于生產(chǎn)三聚氰胺。實(shí)施例1將P2O5含量為17%的磷礦石粉碎至200目，加入質(zhì)量濃度20%的鹽本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鹽酸分解磷礦制備飼料級磷酸氫鈣的方法，其特征在于：主要包括以下步驟：（1）磷礦粉和鹽酸反應(yīng)生成磷酸和氯化鈣的混合溶液：將P2O5含量大于5%的磷礦粉和鹽酸在分解槽內(nèi)攪拌反應(yīng)30min～90min，使磷礦石分解生成磷酸和氯化鈣的混合溶液；（2）加熱升溫，加入Na2S脫除金屬雜質(zhì)，加入H2O2脫色：將含粗磷酸的混合溶液加熱升溫至20℃～75℃，加入質(zhì)量為磷酸質(zhì)量3‰～7‰的Na2S攪拌反應(yīng)20min～60min過濾分離，脫除磷酸中的砷、鉛、三價鐵等金屬離子，接著在50℃～70℃加入質(zhì)量為磷酸質(zhì)量0.5‰～2‰的脫色劑H2O2攪拌反應(yīng)10min～30min，脫除磷酸的顏色；（3）加入三聚氰胺生成磷酸三聚氰胺：向步驟（2）最后所得溶液加入萃取劑三聚氰胺，三聚氰胺的用量與磷酸摩爾比為(1.0～1.8):1，在常溫條件下，勻速攪拌30min～50min，反應(yīng)完全后過濾，得到磷酸三聚氰胺沉淀；（4）加入氨水反應(yīng)得到磷銨溶液及三聚氰胺：在常溫下向磷酸三聚氰胺沉淀中加入濃度為10%～25%的氨水，氨水與磷酸三聚氰胺的摩爾比為(1.1～1.2):1，攪拌反應(yīng)10min～60min后靜置10min左右，分液處理，得到磷銨溶液和三聚氰胺，其中三聚氰胺作為萃取劑回收再利用；（5）向磷銨溶液中加入Ca(OH)2飽和溶液反應(yīng)得到磷酸氫鈣：10℃～60℃條件下，向磷銨溶液中加入氫氧化鈣飽和溶液，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)節(jié)反應(yīng)溶液PH值至6.0～7.0，反應(yīng) 10min～60min，過濾，所得固體為磷酸氫鈣，液體為含氨的水溶液；液體回收用作氨水生產(chǎn)三聚氰胺。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖吉星，朱飛武，潘禮富，周勇，彭寶林，王先煒，宋同彬，張麗，謝靜，韓朝應(yīng)，鄭超，
申請(專利權(quán))人：貴州開磷集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。