一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，是以濕磷礦粉代替干磷礦粉，將磷礦石在礦山開采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調漿后用泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置所在地，過濾磷礦漿得濕磷礦粉后，再將濕磷礦粉和濃磷酸混合后反應、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過磷酸鈣。本發(fā)明得到的產品可達到一級品標準，創(chuàng)新地采用以濕磷礦粉替代干磷礦粉，以泵輸送礦漿的方式替代了汽車對磷礦石的運輸，節(jié)省了大量的運輸費用成本，避免了因運輸磷礦石而對公路造成的損壞，切實解決了重過磷酸鈣生產過程中出現的運輸成本較高且易損害公路的問題，間接減少了公路維護費用，具有極大的經濟價值和社會意義。
【專利說明】一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法。
【背景技術】
[0002]重過磷酸鈣是一種高濃度的磷肥，屬水溶性磷肥，肥料所含的磷易溶于水，能為植物直接吸收利用；其外觀呈深灰色或灰白色的顆?；蚍勰睿瑢偎嵝曰瘜W肥料。重過磷酸鈣的商業(yè)性生產始于19世界70年代，20世界50年代得到很大發(fā)展，成為重要的肥料品種之一。我國的重過磷酸鈣是在普通過磷酸鈣的基礎上發(fā)展起來的，由于以化成法生產的重過磷酸鈣基本和普通過磷酸鈣相同，容易被人們所認識，加之生產實踐表明，我國磷礦的活性低，在采用料漿法生產時，產品不能合格，即使在使用化成法生產工藝時，也需要借助一定的熟化時間降低產品的游離酸，才能達到滿足質量要求的產品。故我國重過磷酸鈣的生產基本采用化成法。
[0003]在現有技術中，生產重過磷酸鈣的基本方法是濃酸法(化成法)，即用P2O5濃度為46%以上的磷酸與干磷礦粉混在一起攪拌，進行初步反應，得到磷酸二氫鈣、未反應完的磷酸以及未分解的磷礦粉的混合物，再經熟化、造粒、干燥和篩分而制得重過磷酸鈣。在磷酸加熱后和磷礦粉混合時，都是和干磷礦粉混合。該方法中的原料干磷礦粉是通過對磷礦石的采礦、粉碎、運輸、磨粉而得到，而磷礦石的開采點和生產裝置都有較遠的距離，必須將開采后的磷礦石粉碎后用汽車運輸至生產車間用磨粉機將礦石磨成礦粉再進行生產，導致運輸費用成本增加，并且因汽車行駛時會產生大量的尾氣而對壞境造成了污染，加上磷礦石運輸時都是重車 ，容易損壞公路。因此，從多方面來看，現有技術中的重過磷酸鈣生產方法運輸成本較高且易損害公路，不利于環(huán)保。采用汽車運輸原料礦石，運輸效率低，易受天氣、公路等外部條件的影響。運輸過程中消耗大量的不可再生資源(汽油或柴油)，產生大量的廢氣，對環(huán)境造成了一定的污染。被損害得到公路其維修費用高，造成了財力和人力資源浪費。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，解決現有技術中重過磷酸鈣生產方法運輸成本較高且易損害公路的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的。
[0006]一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，是以濕法磷酸為原料生產重過磷酸鈣，以濕磷礦粉代替干磷礦粉，將磷礦石在礦山開采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調漿后用泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置所在地，過濾磷礦漿得濕磷礦粉后，再將濕磷礦粉和濃磷酸混合后反應、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過磷酸鈣。
[0007]本發(fā)明所述的生產流程為:
[0008]( I)將磷礦石在礦山粉碎后用磨粉機將磷礦石磨成200目過篩率在90%以上的磷礦粉；[0009](2)將磷礦粉和加水攪拌調成含水量在35%_40%的礦漿，用泵輸送至重過磷酸鈣車間，之后用陶瓷過濾機進行過濾，過濾后礦粉含水量在6%-9%之間；
[0010](3)將含水量在6%_9%的濕磷礦粉用帶式輸送機輸送至預混槽，與經加熱器加熱后溫度在90°C _105°C的磷酸在攪拌條件下混合反應lmin-2min，反應結束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應；
[0011](4)從混合槽溢流口來的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應,通過調節(jié)化成皮帶的轉速,讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應15min-30min,使磷酸二氫鈣不斷析出，料衆(zhòng)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),快速反應階段結束，得到重過磷酸鈣半成品；
[0012](5)將重過磷酸鈣半成品經打散機打散后進入熟化庫熟化I~3個星期，經取樣分析達到產品指標后為熟化合格，得散狀重過磷酸鈣；如需粒狀重過磷酸鈣，可通過造粒、干燥和篩分。
[0013]上述步驟(2)中礦漿的含水量為35%_40%，過濾后濕磷礦粉含水量為6%_9%。
[0014]上述步驟(3)中采用的磷酸的P2O5濃度在46%以上，磷酸在未加熱前溫度為450C -75°C，加熱后溫度為 90°C -105°C。
[0015]上述步驟(3)中的預混槽用0.5-0.8MPa的飽和蒸汽加熱，磷酸加熱后的下酸管用保溫材料保溫。
[0016]上述步驟(3)中采用的磷酸的P2O5濃度在46%~48%。
[0017]本發(fā)明技術方案的依據如下。
[0018]重過磷酸鈣的生產第一步反應就是濃磷酸加熱后和磷礦粉混合攪拌，進行初步反應，得到磷酸二氫鈣、未反應完的磷酸以及未分解的磷礦粉的混合物，再經化成皮帶化成后得到半成品重過磷酸鈣。半成品經熟化庫熟化得到粉狀重過磷酸鈣。在上述反應過程中，由于磷酸濃度較高，酸礦反應的固液比較低，反應后生成的磷酸二氫鈣晶體將從液相中結晶析出。由于整個反應過程是在料漿狀態(tài)下進行，磷酸必須擴散到礦粒表面才能反應。因此，反應速度與磷酸濃度，礦粉細度、磷酸溫度等條件有關。
[0019]生產重過磷酸鈣時，主要是磷酸分解磷礦石中的氟磷酸鈣，生成一水合磷酸二氫鈣和氟化氫，化學反應方程式如下=Ca5 (PO4) 3F+7H3P04+5H20=5Ca (H2PO4)2.H20+HF
[0020]上述反應實際包含了氟磷酸鈣的溶解和一水合磷酸二氫鈣的析出兩個過程。在反應的初始階段磷酸溶液尚未被磷酸二氫鈣所飽和，氟磷酸鈣的溶解進行得相當快，但是當磷酸溶液被磷酸二氫鈣飽和之后反應速度大大減緩。隨著氟磷酸鈣的繼續(xù)溶解，磷酸二氫鈣開始析出，反應體系有粘稠的漿體逐漸變?yōu)楣腆w。此時氟磷酸鈣的分解仍在繼續(xù)進行，這一過程進行得相當慢，若要得到較高的分解率，這一過程大概需要I~3個星期，這個過程便叫熟化周期。
[0021]進一步的，在以上反應過程中，采用P2O5濃度在46%以上的濕法磷酸(未加熱時磷酸溫度在45°C -75°C );由于本發(fā)明采用濕磷礦粉和磷酸反應，需要蒸發(fā)更多的水分，故將磷酸溫度控制在90°C _105°C，磷礦粉細度200目過篩率在90%以上，采用的濕法磷酸中P2O5濃度在46%以上，在混合反應時反應槽用蒸汽加熱，對磷酸管線采取保溫措施。采用前述方法可獲得出乎意料的良好效果，得到的重過磷酸鈣產品可達到一級品標準。若按照常規(guī)操作方法將磷礦石磨粉、配漿、泵送、過濾后，采用普通的濕磷礦粉和濕法磷酸反應，生產得到的重過磷酸鈣產品，可達到行業(yè)標準，與使用干磷礦粉生產得到的重過磷酸鈣產品的品質相當。[0022]本發(fā)明的有益效果:采用濕磷礦粉替代了干磷礦粉，和濕法磷酸反應制備重過磷酸鈣，得到的產品可達到一級品標準；并在磷礦石采礦后就地粉碎研磨加水制備濕磷礦粉以及創(chuàng)新地采用以泵輸送礦漿的方式替代了汽車對磷礦石的運輸，節(jié)省了大量的運輸費用成本，避免了因運輸磷礦石而對公路造成的損壞，切實解決了重過磷酸鈣生產過程中出現的運輸成本較高且易損害公路的問題，間接減少了公路維護費用，具有極大的經濟價值和社會意義。本發(fā)明采用泵運輸礦漿的方法替代汽車對礦石的運輸，輸送效率高，不受天氣等外部條件的影響，并且大大降低了輸送成本，節(jié)約運輸費用，整個輸送過程中不會對環(huán)境造成任何污染；用泵替代汽車，維護費用低，用于礦漿輸送的人員少，節(jié)約人力資源。在本領域內目前未發(fā)現有類似本發(fā)明的重過磷酸鈣生產方法。
【具體實施方式】
[0023]為了加深對本發(fā)明的理解，下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0024]本發(fā)明所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，包括以下步驟:
[0025]( I)將磷礦石在礦山粉碎后用磨粉機將磷礦石磨成200目過篩率在90%以上的磷礦粉；
[0026](2)將磷礦粉和加水攪拌調成含水量在35%_40%的礦漿，用泵輸送至重過磷酸鈣車間，之后用陶瓷過濾機進行過濾，過濾后礦粉含水量在6%-9%之間；
[0027](3)將含水量在6%_9%的濕磷礦粉用帶式輸送機輸送至預混槽，與經加熱器加熱后溫度在90°C _105°C的磷酸在攪拌條件下混合反應lmin-2min，反應結束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應；
[0028](4)從混合槽溢流口來的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應,通過調節(jié)化成皮帶的轉速,讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應15min-30min,使磷酸二氫鈣不斷析出，料衆(zhòng)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),快速反應階段結束，得到重過磷酸鈣半成品；
[0029](5)將重過磷酸鈣半成品經打散機打散后進入熟化庫熟化I~3個星期，經取樣分析達到產品指標后為熟化合格，得散壯重過磷酸鈣；如需粒狀重過磷酸鈣，可通過造粒、干燥和篩分。
[0030]上述步驟(3)中采用的磷酸的P2O5濃度在46%~48%。
[0031]實施例1
[0032]將磷礦石磨成200目過篩率為90%的磷礦粉，用水調節(jié)成含水量在40%的磷礦漿，通過泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置。磷礦漿通過陶瓷過濾機過濾成含水量為6%的濕磷礦粉。按5t/h的輸送量均勻的將濕磷礦粉輸送至預混槽中，同時將P2O5濃度為46%的濕法磷酸加熱至90°C后，按9.5t/h的流量均勻的加入預混槽內，磷酸和濕磷礦粉在預混槽內攪拌反應Imin,在預混槽內反應后的料楽;進入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應30min,料楽；變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經打散機打散后進入熟化庫，在熟化庫熟化I個星期，取樣烘干，經分析，產品中總P2O5含量為46.22%，有效P2O5含量為44.31%，水溶性P2O5含量為42.0%,游離P2O5含量為4.91%,產品質量達到一級品標準。
[0033]實施例2[0034]將磷礦石磨成200目過篩率為91%的磷礦粉，用水調節(jié)成含水量在37%的磷礦漿，通過泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置。磷礦漿通過陶瓷過濾機過濾成含水量為7%的濕磷礦粉。按6t/h的輸送量均勻的將濕磷礦粉輸送至預混槽中，同時將P2O5濃度為47%的濕法磷酸加熱至98°C后，按llt/h的流量均勻的加入預混槽內，磷酸和濕磷礦粉在預混槽內攪拌反應1.5min,在預混槽內反應后的料楽;進入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應20min,料漿變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經打散機打散后進入熟化庫，在熟化庫熟化2個星期，取樣烘干，經分析，產品中總P2O5含量為46.1%，有效P2O5含量為44.20%,水溶性P2O5含量為41.86%,游離P2O5含量為4.86%,產品質量達到一級品標準。
[0035]實施例3
[0036]將磷礦石磨成200目過篩率為93%的磷礦粉，用水調節(jié)成含水量在35%的磷礦漿，通過泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置。磷礦漿通過陶瓷過濾機過濾成含水量為9%的濕礦粉。按6.5t/h的輸送量均勻的將濕礦粉輸送至預混槽中，同時將P2O5濃度為46.5%的濕法磷酸加熱至105°C后，按9.5t/h的流量均勻的加入預混槽內，磷酸和濕礦粉在預混槽內攪拌反應2min,在預混槽內反應后的料楽;進入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應15min,料楽;變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經打散機打散后進入熟化庫，在熟化庫熟化3個星期，取樣烘干，經分析，產品中總P2O5含量為46.2%，有效P2O5含量為44.3%，水溶性P2O5含量為41.98%，游離P2O5含量為4.76%,產品質量達到一級品標準。
[0037]實施例4
[0038]采用同實施例1所述的方法，進行實施例4~10中重過磷酸鈣產品的生產，其中各參數如表1所示。
[0039]表1實施例參數
【權利要求】
1.一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，是以濕法磷酸為原料生產重過磷酸鈣，其特征在于:以濕磷礦粉代替干磷礦粉，將磷礦石在礦山開采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調漿后用泵輸送至重過磷酸鈣生產裝置所在地，過濾磷礦漿得濕磷礦粉后，再將濕磷礦粉和濃磷酸混合后反應、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過磷酸鈣。
2.根據權利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，其特征在于:所述生產流程為: (1)將磷礦石在礦山粉碎后用磨粉機將磷礦石磨成200目過篩率在90%以上的磷礦粉； (2)將磷礦粉和加水攪拌調成含水量在35%-40%的礦漿，用泵輸送至重過磷酸鈣車間，之后用陶瓷過濾機進行過濾，過濾后礦粉含水量在6%-9%之間； (3)將含水量在6%-9%的濕磷礦粉用帶式輸送機輸送至預混槽，與經加熱器加熱后溫度在90°C _105°C的磷酸在攪拌條件下混合反應lmin-2min，反應結束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應； (4)從混合槽溢流口來的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應，通過調節(jié)化成皮帶的轉速，讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應15min-30min,使磷酸二氫鈣不斷析出，料衆(zhòng)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，快速反應階段結束，得到重過磷酸鈣半成品； (5)將重過磷酸鈣半成品經打散機打散后進入熟化庫熟化1~3個星期，經取樣分析達到產品指標后為熟化合格，得散壯重過磷酸鈣；如需粒狀重過磷酸鈣，可通過造粒、干燥和篩分。
3.根據權利要求1-2任一所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(2)中礦漿的含水量為35%-40%，過濾后濕磷礦粉含水量為6%-9%。
4.根據權利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)中采用的磷酸的P2O5濃度在46%以上，磷酸在未加熱前溫度為45°C _75°C，加熱后溫度為 90°C -105°C。
5.根據權利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的預混槽用0.5-0.8MPa的飽和蒸汽加熱，磷酸加熱后的下酸管用保溫材料保溫。
6.根據權利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產重過磷酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)中采用的磷酸的P2O5濃度在46%~48%。
【文檔編號】C01B25/32GK103641094SQ201310625010
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】徐魁, 陳彬, 廖吉星, 林龍, 潘禮富, 彭寶林, 朱飛武 申請人:貴州開磷（集團）有限責任公司