[发明专利]一种浓缩湿法磷酸制备低含硫磷酸二氢钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浓缩湿法磷酸制备微晶材料用低含硫饲料级磷酸二氢钙的方法。

背景技术

磷酸二氢钙是一种优良的高效性磷酸盐饲料添加剂，主要用于水产动物饲料添加剂，由于磷酸二氢钙水溶性磷含量较高，含量占总磷90wt％以上，有利于水产动物对钙磷的吸收，消化吸收率在90％以上，排泄量少，有利于环境保护等特点。在国内外得到广泛运用。

目前，微晶材料在国内发展方兴未艾，广泛用于建筑、日用、化工、生物和新型光学等领域，低含硫饲料级磷酸二氢钙作为制造微晶材料用的新型成核助剂，具有优良的性能，其特点是杂质少、含磷高，酸碱度适中，适合调控晶体生长，含硫低在物料高温熔化时不易腐蚀设备且尾气含硫化物少而利于环保；从所用原料划分，现在生产饲料级磷酸二氢钙的方法主要有两种，一种是用热法磷酸与含钙化合物(碳酸钙、生石灰等)中和反应制取，另一种是利用湿法磷酸中和净化或浓缩净化再与含钙化合物(碳酸钙、生石灰等)反应制取。

第一种方法能生产出符合微晶材料用低含硫饲料级磷酸二氢钙要求的产品，但由于使用热法磷酸制作成本高，除特殊用途少量产品外，工业生产几乎己无采用；后一种方法被各生产厂家大量使用，有不同的具体流程，有些采用有机溶剂沉淀法或有机溶剂萃取法，能有效去除酸液中硫酸根，但一般流程冗长且磷收率低，成本高甚至超过热法酸；现大多厂家采用湿法酸加磷矿粉或钙盐脱除湿法酸中部分硫酸根及大量氟等后浓缩到一定浓度再与氢钙或钙粉混和喷浆生产饲料级磷酸二氢钙，所产出的饲料级磷酸二氢钙硫含量有差异，但基本SO₃含量均在1.6～6％之间，远高于微晶材料用SO₃≤0.6％的要求。

湿法磷酸可以用于制备磷酸二氢钙的工艺中，采用钙盐将湿法磷酸深度脱硫后在进行高浓度浓缩时，浓磷酸酸液将会呈现胶体状，使得后续加工工艺难以进行或者使得成本升高，效率降低。因此，大多数通过浓缩法制备低含硫磷酸二氢钙的方法中，其采用的浓缩磷酸P₂O₅的含量均较低，由此造成最终产品硫含量始终偏高。

酸液中P₂O₅的含量较低，会使生产工艺的效率下降，含水份及化学除氟等废弃物增加，磷损增大，因此提高酸液中P₂O₅的含量，从而进一步除去酸液中SO₄^2-，并通过改进现有工艺使其在高浓度时不会产生胶状体，便于过滤，是进一步技术改造的创新点。

现有技术中，也有将P₂O₅的含量浓缩到较高浓度进行处理的文献公开。例如在CN201210206325.6的发明专利中，其公开了将P₂O₅的含量浓缩到40％～50％时，通过反复沉淀、过滤除杂，加入碳酸钙后送入高速反应器中处理。从上述工艺中可以看出，其工艺较复杂，且未有将硫含量深度脱除的有效方法，处理时P₂O₅的含量依然较低。

现有技术中，湿法磷酸中往往含有大量杂质，因此湿法磷酸在加入石灰乳、石灰粉或者碳酸钙前往往需要将湿法磷酸进行过滤，以去除湿法磷酸中其他的杂质、不需要的离子、矿物质等。例如CN1321883C公开的发明专利和CN201210206325.6公开的发明专利，其中湿法磷酸均经过了净化除杂过程，但前期低酸浓除渣由于溶液稀，杂质溶解量大，一般除渣均不彻底。

发明内容

本发明的目的是提供一种浓缩湿法磷酸制备低含硫磷酸二氢钙的方法，该方法可以简化生产工艺，提高生产效率。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种浓缩湿法磷酸制备低含硫磷酸二氢钙的方法，包括以下步骤：

1)将湿法磷酸真空浓缩至P₂O₅浓度为35％～45％，转入反应槽内静置析出固相，然后加入石灰乳脱硫，于50℃～85℃反应后陈化2～4小时，过滤分离；

2)在步骤1中的滤液中加入结晶沉淀吸附助剂，进行二次真空浓缩，浓缩温度为74℃～84℃，浓缩终点时P₂O₅浓度为58％～65％；SO₃浓度为0.05％～0.4％，F浓度为0.01％～0.15％；然后过滤分离，收集滤液；

3)在步骤2的滤液中加入石灰粉至混合物料中P/Ca的摩尔比为1.85～2.15，搅拌反应后得到低含硫磷酸二氢钙。