一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)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(kāi)采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調(diào)漿后用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置所在地，過(guò)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(yīng)、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過(guò)磷酸鈣。本發(fā)明得到的產(chǎn)品可達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，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(chē)對(duì)磷礦石的運(yùn)輸，節(jié)省了大量的運(yùn)輸費(fèi)用成本，避免了因運(yùn)輸磷礦石而對(duì)公路造成的損壞，切實(shí)解決了重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的運(yùn)輸成本較高且易損害公路的問(wèn)題，間接減少了公路維護(hù)費(fèi)用，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重過(guò)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?，屬酸性化學(xué)肥料。重過(guò)磷酸鈣的商業(yè)性生產(chǎn)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(guó)的重過(guò)磷酸鈣是在普通過(guò)磷酸鈣的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，由于以化成法生產(chǎn)的重過(guò)磷酸鈣基本和普通過(guò)磷酸鈣相同，容易被人們所認(rèn)識(shí)，加之生產(chǎn)實(shí)踐表明，我國(guó)磷礦的活性低，在采用料漿法生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品不能合格，即使在使用化成法生產(chǎn)工藝時(shí)，也需要借助一定的熟化時(shí)間降低產(chǎn)品的游離酸，才能達(dá)到滿(mǎn)足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。故我國(guó)重過(guò)磷酸鈣的生產(chǎn)基本采用化成法。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)重過(guò)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(jìn)行初步反應(yīng)，得到磷酸二氫鈣、未反應(yīng)完的磷酸以及未分解的磷礦粉的混合物，再經(jīng)熟化、造粒、干燥和篩分而制得重過(guò)磷酸鈣。在磷酸加熱后和磷礦粉混合時(shí)，都是和干磷礦粉混合。該方法中的原料干磷礦粉是通過(guò)對(duì)磷礦石的采礦、粉碎、運(yùn)輸、磨粉而得到，而磷礦石的開(kāi)采點(diǎn)和生產(chǎn)裝置都有較遠(yuǎn)的距離，必須將開(kāi)采后的磷礦石粉碎后用汽車(chē)運(yùn)輸至生產(chǎn)車(chē)間用磨粉機(jī)將礦石磨成礦粉再進(jìn)行生產(chǎn)，導(dǎo)致運(yùn)輸費(fèi)用成本增加，并且因汽車(chē)行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣而對(duì)壞境造成了污染，加上磷礦石運(yùn)輸時(shí)都是重車(chē) ，容易損壞公路。因此，從多方面來(lái)看，現(xiàn)有技術(shù)中的重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)方法運(yùn)輸成本較高且易損害公路，不利于環(huán)保。采用汽車(chē)運(yùn)輸原料礦石，運(yùn)輸效率低，易受天氣、公路等外部條件的影響。運(yùn)輸過(guò)程中消耗大量的不可再生資源(汽油或柴油)，產(chǎn)生大量的廢氣，對(duì)環(huán)境造成了一定的污染。被損害得到公路其維修費(fèi)用高，造成了財(cái)力和人力資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)方法運(yùn)輸成本較高且易損害公路的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法，是以濕法磷酸為原料生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣，以濕磷礦粉代替干磷礦粉，將磷礦石在礦山開(kāi)采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調(diào)漿后用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置所在地，過(guò)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(yīng)、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過(guò)磷酸鈣。
[0007]本發(fā)明所述的生產(chǎn)流程為:
[0008]( I)將磷礦石在礦山粉碎后用磨粉機(jī)將磷礦石磨成200目過(guò)篩率在90%以上的磷礦粉；[0009](2)將磷礦粉和加水?dāng)嚢枵{(diào)成含水量在35%_40%的礦漿，用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣車(chē)間，之后用陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)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(jī)輸送至預(yù)混槽，與經(jīng)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(yīng)lmin-2min，反應(yīng)結(jié)束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應(yīng)；
[0011](4)從混合槽溢流口來(lái)的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應(yīng),通過(guò)調(diào)節(jié)化成皮帶的轉(zhuǎn)速,讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應(yīng)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(yīng)階段結(jié)束，得到重過(guò)磷酸鈣半成品；
[0012](5)將重過(guò)磷酸鈣半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)熟化I~3個(gè)星期，經(jīng)取樣分析達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)后為熟化合格，得散狀重過(guò)磷酸鈣；如需粒狀重過(guò)磷酸鈣，可通過(guò)造粒、干燥和篩分。
[0013]上述步驟(2)中礦漿的含水量為35%_40%，過(guò)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(yù)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(shù)方案的依據(jù)如下。
[0018]重過(guò)磷酸鈣的生產(chǎn)第一步反應(yīng)就是濃磷酸加熱后和磷礦粉混合攪拌，進(jìn)行初步反應(yīng)，得到磷酸二氫鈣、未反應(yīng)完的磷酸以及未分解的磷礦粉的混合物，再經(jīng)化成皮帶化成后得到半成品重過(guò)磷酸鈣。半成品經(jīng)熟化庫(kù)熟化得到粉狀重過(guò)磷酸鈣。在上述反應(yīng)過(guò)程中，由于磷酸濃度較高，酸礦反應(yīng)的固液比較低，反應(yīng)后生成的磷酸二氫鈣晶體將從液相中結(jié)晶析出。由于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程是在料漿狀態(tài)下進(jìn)行，磷酸必須擴(kuò)散到礦粒表面才能反應(yīng)。因此，反應(yīng)速度與磷酸濃度，礦粉細(xì)度、磷酸溫度等條件有關(guān)。
[0019]生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣時(shí)，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(xué)反應(yīng)方程式如下=Ca5 (PO4) 3F+7H3P04+5H20=5Ca (H2PO4)2.H20+HF
[0020]上述反應(yīng)實(shí)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(gè)過(guò)程。在反應(yīng)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(jìn)行得相當(dāng)快，但是當(dāng)磷酸溶液被磷酸二氫鈣飽和之后反應(yīng)速度大大減緩。隨著氟磷酸鈣的繼續(xù)溶解，磷酸二氫鈣開(kāi)始析出，反應(yīng)體系有粘稠的漿體逐漸變?yōu)楣腆w。此時(shí)氟磷酸鈣的分解仍在繼續(xù)進(jìn)行，這一過(guò)程進(jìn)行得相當(dāng)慢，若要得到較高的分解率，這一過(guò)程大概需要I~3個(gè)星期，這個(gè)過(guò)程便叫熟化周期。
[0021]進(jìn)一步的，在以上反應(yīng)過(guò)程中，采用P2O5濃度在46%以上的濕法磷酸(未加熱時(shí)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(yīng)，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(xì)度200目過(guò)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(yīng)時(shí)反應(yīng)槽用蒸汽加熱，對(duì)磷酸管線(xiàn)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(guò)磷酸鈣產(chǎn)品可達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。若按照常規(guī)操作方法將磷礦石磨粉、配漿、泵送、過(guò)濾后，采用普通的濕磷礦粉和濕法磷酸反應(yīng)，生產(chǎn)得到的重過(guò)磷酸鈣產(chǎn)品，可達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與使用干磷礦粉生產(chǎn)得到的重過(guò)磷酸鈣產(chǎn)品的品質(zhì)相當(dāng)。[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(yīng)制備重過(guò)磷酸鈣，得到的產(chǎn)品可達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)；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(chē)對(duì)磷礦石的運(yùn)輸，節(jié)省了大量的運(yùn)輸費(fèi)用成本，避免了因運(yùn)輸磷礦石而對(duì)公路造成的損壞，切實(shí)解決了重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的運(yùn)輸成本較高且易損害公路的問(wèn)題，間接減少了公路維護(hù)費(fèi)用，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。本發(fā)明采用泵運(yùn)輸?shù)V漿的方法替代汽車(chē)對(duì)礦石的運(yùn)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(yùn)輸費(fèi)用，整個(gè)輸送過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染；用泵替代汽車(chē)，維護(hù)費(fèi)用低，用于礦漿輸送的人員少，節(jié)約人力資源。在本領(lǐng)域內(nèi)目前未發(fā)現(xiàn)有類(lèi)似本發(fā)明的重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)方法。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0024]本發(fā)明所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)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(jī)將磷礦石磨成200目過(guò)篩率在90%以上的磷礦粉；
[0026](2)將磷礦粉和加水?dāng)嚢枵{(diào)成含水量在35%_40%的礦漿，用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣車(chē)間，之后用陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)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(jī)輸送至預(yù)混槽，與經(jīng)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(yīng)lmin-2min，反應(yīng)結(jié)束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應(yīng)；
[0028](4)從混合槽溢流口來(lái)的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應(yīng),通過(guò)調(diào)節(jié)化成皮帶的轉(zhuǎn)速,讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應(yīng)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(yīng)階段結(jié)束，得到重過(guò)磷酸鈣半成品；
[0029](5)將重過(guò)磷酸鈣半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)熟化I~3個(gè)星期，經(jīng)取樣分析達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)后為熟化合格，得散壯重過(guò)磷酸鈣；如需粒狀重過(guò)磷酸鈣，可通過(guò)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(shí)施例1
[0032]將磷礦石磨成200目過(guò)篩率為90%的磷礦粉，用水調(diào)節(jié)成含水量在40%的磷礦漿，通過(guò)泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置。磷礦漿通過(guò)陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)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(yù)混槽中，同時(shí)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(yù)混槽內(nèi)，磷酸和濕磷礦粉在預(yù)混槽內(nèi)攪拌反應(yīng)Imin,在預(yù)混槽內(nèi)反應(yīng)后的料楽;進(jìn)入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應(yīng)30min,料楽；變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)，在熟化庫(kù)熟化I個(gè)星期，取樣烘干，經(jīng)分析，產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
[0033]實(shí)施例2[0034]將磷礦石磨成200目過(guò)篩率為91%的磷礦粉，用水調(diào)節(jié)成含水量在37%的磷礦漿，通過(guò)泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置。磷礦漿通過(guò)陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)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(yù)混槽中，同時(shí)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(yù)混槽內(nèi)，磷酸和濕磷礦粉在預(yù)混槽內(nèi)攪拌反應(yīng)1.5min,在預(yù)混槽內(nèi)反應(yīng)后的料楽;進(jìn)入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應(yīng)20min,料漿變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)，在熟化庫(kù)熟化2個(gè)星期，取樣烘干，經(jīng)分析，產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
[0035]實(shí)施例3
[0036]將磷礦石磨成200目過(guò)篩率為93%的磷礦粉，用水調(diào)節(jié)成含水量在35%的磷礦漿，通過(guò)泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置。磷礦漿通過(guò)陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)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(yù)混槽中，同時(shí)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(yù)混槽內(nèi)，磷酸和濕礦粉在預(yù)混槽內(nèi)攪拌反應(yīng)2min,在預(yù)混槽內(nèi)反應(yīng)后的料楽;進(jìn)入化成皮帶,在化成皮帶上繼續(xù)反應(yīng)15min,料楽;變成磷酸二氫鈣半成品。半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)，在熟化庫(kù)熟化3個(gè)星期，取樣烘干，經(jīng)分析，產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]實(shí)施例4
[0038]采用同實(shí)施例1所述的方法，進(jìn)行實(shí)施例4~10中重過(guò)磷酸鈣產(chǎn)品的生產(chǎn)，其中各參數(shù)如表1所示。
[0039]表1實(shí)施例參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法，是以濕法磷酸為原料生產(chǎn)重過(guò)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(kāi)采后，就地粉碎、磨粉，將礦粉用水調(diào)漿后用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)裝置所在地，過(guò)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(yīng)、熟化、造粒、干燥及篩分后得重過(guò)磷酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法，其特征在于:所述生產(chǎn)流程為: (1)將磷礦石在礦山粉碎后用磨粉機(jī)將磷礦石磨成200目過(guò)篩率在90%以上的磷礦粉； (2)將磷礦粉和加水?dāng)嚢枵{(diào)成含水量在35%-40%的礦漿，用泵輸送至重過(guò)磷酸鈣車(chē)間，之后用陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)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(jī)輸送至預(yù)混槽，與經(jīng)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(yīng)lmin-2min，反應(yīng)結(jié)束后由溢流口流到化成皮帶繼續(xù)反應(yīng)； (4)從混合槽溢流口來(lái)的料衆(zhòng)在化成皮帶繼續(xù)反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)化成皮帶的轉(zhuǎn)速，讓料衆(zhòng)在化成皮帶上反應(yīng)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(yīng)階段結(jié)束，得到重過(guò)磷酸鈣半成品； (5)將重過(guò)磷酸鈣半成品經(jīng)打散機(jī)打散后進(jìn)入熟化庫(kù)熟化1~3個(gè)星期，經(jīng)取樣分析達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)后為熟化合格，得散壯重過(guò)磷酸鈣；如需粒狀重過(guò)磷酸鈣，可通過(guò)造粒、干燥和篩分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)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(guò)濾后濕磷礦粉含水量為6%-9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的預(yù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種用濕磷礦粉生產(chǎn)重過(guò)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(hào)】C01B25/32GK103641094SQ201310625010
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:貴州開(kāi)磷（集團(tuán)）有限責(zé)任公司