專利名稱：重力浮選脫氟生產(chǎn)飼料級(jí)磷酸氫鈣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用重力浮選脫氟生產(chǎn)飼料級(jí)磷酸氫鈣的方法。
現(xiàn)有技術(shù)的飼料級(jí)磷酸氫鈣生產(chǎn)方法，在國內(nèi)外一般均采用鹽酸或硫酸分解磷礦而制得酸解液后再進(jìn)行一段中和、脫氟，再進(jìn)入二段中和、過濾、沉淀分離烘干得到飼料級(jí)磷酸氫鈣。如華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(1987年)第21卷第三期報(bào)導(dǎo)的“飼料添加劑磷酸氫鈣的研制”，用鹽酸分解磷礦，加入飽和食鹽水脫氟，再進(jìn)行一段中和及進(jìn)一步脫氟，其后分解進(jìn)行二段中和，得到飼料級(jí)磷酸氫鈣，飼料P2O5的回收率最高能得到57.4%。又如1987年出版的“磷酸鹽工業(yè)”第一期報(bào)導(dǎo)的“硫酸法生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣工藝探討”，用硫酸萃取磷酸制造飼料級(jí)磷酸氫鈣的工藝過程中加入鈉鹽或鉀鹽進(jìn)行脫氟，其效果均不佳，不能達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所要求的含氟量，并作出結(jié)論，用鹽酸分解磷礦，其分解液中因有大量的Ca++離子存在，產(chǎn)生鈣效應(yīng)，即“同離子效應(yīng)”，使其脫氟時(shí)P2O5損失大，則無法提高飼料級(jí)P2O5的回收率。
本發(fā)明的目的是為克服“同離子效應(yīng)”提高飼料級(jí)P2O5的回收率，并使產(chǎn)品超過GB8258-87(表二)標(biāo)準(zhǔn)要求，使P2O5的回收率達(dá)80%，本方法也包括用硫酸萃取磷酸，普鈣浸取液等制備飼料級(jí)磷酸氫鈣的脫氟工藝中。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，以磷礦粉為原料，加鹽酸或硫酸進(jìn)行反應(yīng)、中和、沉淀、過濾、分離、烘干制成飼料級(jí)磷酸氫鈣。其特征為要使分解溶液中絡(luò)離子AlF≡6的Al以AlPO4沉淀析出，從而釋放出F-離子，以CaF2沉淀的方式除掉，又不致因“同離子效應(yīng)”而同時(shí)沉淀出大量的CaHPO4損失掉，在一段中和脫F-時(shí)，所生成的沉淀物有AlPO4、CaF2、Si(OH)4、(H2SiF6水解出的水含H2SiO3·H2O)、CaHPO4、因?yàn)樗鼈冏陨淼娜芙舛燃疤匦?，生成不同形狀的沉淀，AlPO4、Si(OH)2生成無定形的絮狀沉淀，CaF2生成細(xì)小的難于沉降的懸浮物，因水解“同離子效應(yīng)”產(chǎn)生的CaHPO4是較大結(jié)晶的晶狀沉淀，前三者易懸浮不易沉降，后者則相反，根據(jù)這一特性，利用所生成沉淀、懸浮物的沉降速度差別，用虹吸方式從上至下將生成的懸浮物吸入一段中和槽，用含CaO7～10%的石灰乳中和至pH為2.0～2.5，分離掉對(duì)飼料產(chǎn)品有害的雜質(zhì)，在不使用脫氧劑的條件下，使飼料產(chǎn)品中的P2O5回收率提高，P2O5∶F＝527∶1。
用鹽酸分解磷礦的化學(xué)反應(yīng)方程如下
礦石中的雜質(zhì)也參與反應(yīng)
因?yàn)樵谒嵝匀芤褐校?3)和(4)中的鐵、鋁與氟化氫生成難解離的絡(luò)離子。
(6)
pK穩(wěn)FeF≡6＝154，pK穩(wěn)AlF≡6＝19.75所以AlF≡6較之SiF≡6穩(wěn)定得多。如用鈉、鉀鹽以生成Na2SiF6，K2SiF6沉淀的方式除掉絡(luò)離子AlF≡6中的F-是很困難的。
若采用石灰乳一段中和脫氟，其反應(yīng)式為
從(10)式中可知絡(luò)合物AlF≡6隨pH升高，析出AlPO4沉淀而解離生成AlPO4和CaF2，同時(shí)在方程(8)和(1)式中由于大量的CaCl2存在，即發(fā)生“同離子效應(yīng)”。一方面CaCl2的存在，在此酸度(pH)條件下，CaHpO4的溶解降低，另一方面生成物Ca(H2PO4)2發(fā)生水解，其反應(yīng)方程式為
至使生成大量的CaHpO4沉淀，使P2O5損失增大，并隨雜質(zhì)CaF2，AlPO4等一起被棄掉。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一段中和分離系統(tǒng)圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
下面依照附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明圖1、圖2中所示，磷礦粉在分解槽(1)中加入鹽酸或硫酸獲得酸分解液，將酸分解液放入一段中和槽(2)，加石灰乳攪拌中和而生成懸浮物、沉淀，用虹吸管(8)將中和槽(2)中的懸浮物吸入真空過濾器(3)進(jìn)行固、液分離，濾液轉(zhuǎn)入二段中和槽(4)用石灰乳攪拌中和后放入陳化池(5)陳化，再轉(zhuǎn)入真空過濾器(6)進(jìn)行固、液分離，濾液放入三鈣池(7)加石灰乳澄清、分離、蒸發(fā)濃縮獲得CaCl，濾餅洗滌后送烘房烘干制得飼料級(jí)磷酸氫鈣。
實(shí)施例1一段中和反應(yīng)及分離系統(tǒng)如圖1所示，在一段中和槽(2)中加入酸分解液5M3(P2O5含量50.17g/L)用石灰乳(含CaO7～10%)攪拌中和至pH2.0～2.5，所需時(shí)間1.0～1.5小時(shí)，繼續(xù)攪拌30分鐘，放置15分鐘用虹吸管(8)將一段中和槽(2)中的懸浮物從上至下吸入真空過濾器(3)(過濾面積5M2)上進(jìn)行固、液分離。所需時(shí)間3小時(shí)，得到7M3體積濾液，并殘留約1M3體積中和液(其中包括沉淀物)，然后依次加入5M3體積分解液，并照上述方法進(jìn)行循環(huán)操作，每次得到8M3體積濾液，平均P2O5含量為26.35g/L，F(xiàn)含量為0.05g/L，則P2O5∶F＝527∶1，此二段的磷回收率為84.03%。
實(shí)施例2，如工藝流程圖2所示，在帶攪拌器的分解槽(1)中用鹽酸與水配制成的170～220g/LHCl溶液，按理論量慢慢加入磷礦粉(組成見表一)，加完后攪拌40分鐘，將分解液放入一段中和槽(2)內(nèi)，加入(含CaO7～10%)的石灰乳，中和至pH2.0～2.5，繼續(xù)攪拌30分鐘，按實(shí)施例1的方式進(jìn)行固、液分離，濾液轉(zhuǎn)入二段中和槽(4)內(nèi)，用石灰乳或回頭三鈣料液中和至pH4.5～5.0，繼續(xù)攪拌30分鐘，放入陳化池(5)中陳化兩小時(shí)以上，在真空過濾器(6)上進(jìn)行固、液分離，并用水洗滌濾餅，濾餅送烘干房烘干。濾液放入三鈣池(7)加石灰乳中和至pH8～9，澄清，以溢流方式分離出氯化鈣清液，送蒸發(fā)濃縮工段制二水氯化鈣或無水氯化鈣。殘留液(三鈣)送回二段中和槽(4)。分六次共投入5.705噸磷礦粉，獲得成品飼料磷酸氫鈣2.3715噸。六次平均飼料級(jí)P2O5的回收率79.43%，產(chǎn)品質(zhì)量和GB8258-87標(biāo)準(zhǔn)比較(見表二)。
實(shí)施例3，對(duì)普鈣浸取，硫酸分解磷礦制沉鈣，由于不存在“同離子效應(yīng)”，但有Al的存在析出CaF2pH則有磷酸，采用實(shí)施例1一段中和分解的方法，pH控制在3.0～3.5，磷回收率也可達(dá)到80%，氟含量也能降低到標(biāo)準(zhǔn)以下要求。
表一、礦粉組成
備注以上產(chǎn)品分析結(jié)果為六次投樣綜合取樣結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種重力浮選脫氟生產(chǎn)飼料級(jí)磷酸氫鈣的方法，以磷礦粉為原料加鹽酸或硫酸進(jìn)行反應(yīng)、中和、沉淀、過濾、分離烘干制成飼料級(jí)磷酸氫鈣，其特征在于a、使分解液中絡(luò)離子AlF=6的Al以AlPO4沉淀析出，釋放出F-離子，以CaF2沉淀的方式除掉，又不致因“同離子效應(yīng)”而同時(shí)沉淀出的CaHPO4損失掉。b、一段中和脫F-時(shí)、所生成的AlPO4、CaF2、Si(OH)4(H2SiF6水解出的水含H2SiO3H2O)為無定形絮狀沉淀及懸浮物，CaHPO4為結(jié)晶沉淀。c、一段中和時(shí)用含CaO7～10%的石灰乳，PH為2.0～2.5，濾液中P2O5∶F=527∶1。d、利用所生成的AlPO4、CaF2、Si(OH)2絮狀沉淀和CaHPO4結(jié)晶沉淀的沉降速度差別，用虹吸方式從上至下將其進(jìn)行分離。
全文摘要
本發(fā)明屬無機(jī)磷酸鹽工業(yè)，包括用鹽酸或硫酸分解磷礦，用石灰乳進(jìn)行一段中和，根據(jù)所生成的絮狀沉淀及懸浮物沉降速度差別，用重力浮選分離含氟雜質(zhì)，再進(jìn)行二段中和、陳化、分離等工藝。使傳統(tǒng)的飼料級(jí)磷酸氫鈣中P
文檔編號(hào)C01B25/32GK1047063SQ9010583
公開日1990年11月21日 申請(qǐng)日期1990年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月31日
發(fā)明者龔家竹 申請(qǐng)人:龔家竹