饲料级磷酸氢钙之磷矿粉的制备
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饲料级磷酸氢钙生产工艺目前国内饲料级磷酸氢钙生产工艺主要有硫酸法、盐酸法及植物磷资源综合利用等。
1 硫酸法生产饲料级磷酸氢钙硫酸法以硫酸和磷矿为原料制得粗磷酸,经脱氟、中和、分离、干燥等工序最终制得磷酸氢钙产品。
国内磷酸氢钙骨干企业均采用此工艺,其工艺流程如下:1.1 硫酸分解磷矿硫酸与磷矿粉在萃取槽中反应,生成粗磷酸及磷石膏。
经离心分离后,粗磷酸进行脱氟,磷石膏可用作建筑材料。
1.2 脱氟脱氟工艺在饲料级磷酸氢钙生产中至关重要。
硫酸法生产饲料级磷酸氢钙的脱氟工艺主要有加硅浓缩脱氟和一段化学沉淀脱氟。
1.2.1 加硅浓缩脱氟加硅浓缩脱氟法是先将粗磷酸浓缩至w(P2O5)为50%—54%,再加入活性Si02,并通入水蒸气,在真空浓缩条件下进一步脱氟。
脱氟机理如下:AlF63—+Si02 +4H+=Al3+ +SiF62— +2H202H2SiF6 +SiO2 =3SiF4 +2H20含氟气体可制得w(H2SiF6)为8%—12%的氟硅酸溶液,可供制氟盐副产品。
这一工艺磷的利用率较高,中和反应段设备少,操作简单,操作环境好。
但工艺流程长,对磷矿品质要求高,必须使用精选矿或优质矿。
若磷矿中镁、铝、铁含量过高,会影响产品质量。
1.2.2一段化学沉淀脱氟在粗磷酸中加入钠盐或钾盐及含硅质材料通过化学反应,使磷酸溶液中的F—、SiF6-以氟硅酸钠或氟硅酸钾沉淀形式析出,达到脱氟目的。
脱氟机理如下:6HF +Si02 =H2SiF6 +2H204HF+Si02(活性) =SiF4 +2H20H2SiF6 +2NaCl =Na2SiF6 +2HCl↑这一工艺在某些程度上与加硅浓缩脱氟法有相似之处,磷利用率较高,中和设备少。
但工艺流程较长,对磷矿的要求较高。
1.3 中和经过脱氟净化后的磷酸用石灰乳进行中和,反应如下:2H3P04 +Ca(OH)2 =Ca(H2P04)2 +2H20Ca(H2P04)2 +Ca(OH)2 +2H20 = 2CaHPO4·2H20中和过程中,终点pH值应在5.0—5.5之间,若终点pH<5.0,中和反应不完全,磷的利用率降低;若终点pH>5.5,产品质量就会受到影响。
饲料级磷酸氢钙(CaHP0 ·2H:0)是家禽、家畜饲料中必不可少的添加剂。
传统制取方法有热法磷酸法、湿法磷酸法。
热法磷酸法能耗高、成本昂贵,现在仅用来生产牙膏、食品、医药、电子级磷酸盐产品。
目前国内饲料级磷酸氢钙生产普遍采用湿法磷酸法,而绝大部分生产装置是硫酸法工艺。
硫酸法工艺按脱氟方法分为:两段中和法(四川、云南、贵州、湖北等地多采用) 脱氟剂法(河北大学专利)和矿粉脱氟法。
下面就矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺进行探讨。
1 矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙的化学反应原理1.1 脱氟反应磷精矿粉中钙、镁、铁、铝以碳酸盐形式存在,碳酸盐中白云石、方解石(CaCO3,MgCO3)占绝大部分。
矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺,分解磷精矿粉中的磷及碳酸盐是用萃取工段输送来的粗磷酸。
粗磷酸与磷精矿粉发生如下反应:萃取工段,如硫酸加入过量,萃取工段送来的粗磷酸中含有部分残余硫酸,因浓度低,不易分解磷精矿粉,但较容易与ca(H2P04):·H20发生如下反应:矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺,其特点之一是:充分利用矿粉中的CaCO3·MgCO3,与粗磷酸中的氟化物反应,生成氟化盐沉淀,从而减少原料石灰用量:脱氟时要求磷氟比符合要求,如果不能达到要求,需要再加入碳酸钙或石灰乳进行调整(否则氟含量可能超标,产品不合格):1.2 萃取反应脱氟工段沉降的料浆输送到萃取槽,与硫酸发生如下反应:1.3 中和反应脱氟工段产生的清液即净化磷酸和石灰乳混合时,首先生成磷酸二氢钙;随着石灰乳加入,磷酸二氢钙与石灰乳反应,沉淀析出磷酸氢钙,反应为:中和过程中,净化磷酸中存在的Mg 、AP 、Fe3+等会取代Ca2+发生以下反应:从以上化学反应式看出,磷精矿粉中镁、铝、铁含量影响产品中钙的指标。
如果石灰乳的用量超过磷酸氢钙的m(CaO)/m(P:O)理论值0.79,即对应的pH值大于6.3时,则会出现磷酸氢钙分解(可能影响生产成本和产品质量):2 矿粉脱氟法生产饲料级磷酸氢钙流程(见图1)3 主要工艺控制指标3.1 脱氟净化生产饲料级磷酸氢钙所用磷精矿粉指标见表1。
磷酸氢钙生产工艺磷酸氢钙(Ca(H2PO4)2)是一种非常重要的化学品,被广泛用于农业生产中的肥料、饲料添加剂、食品工业、医药等领域。
下面将介绍磷酸氢钙的生产工艺。
磷酸氢钙的生产工艺主要分为磷酸法和硝酸法两种。
一、磷酸法:1. 材料准备:将磷矿石经过破碎、磨细等处理,制成粉末,准备磷矿石浆料。
同时准备氢氧化钙溶液(Ca(OH)2)和硫酸溶液(H2SO4)。
2. 反应过程:将磷矿石浆料与硫酸溶液混合搅拌,生成磷酸(H3PO4)。
反应方程式为:Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 →3CaSO4 +2H3PO4。
3. 沉淀分离:过滤掉生成的磷酸钙沉淀,可以进一步处理以减少杂质。
4. 中和:磷酸钙与硫酸反应生成的磷酸中和用氢氧化钙溶液进行中和,得到磷酸氢钙沉淀。
中和方程式为:Ca(OH)2 +2H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O。
5. 分离洗涤:将磷酸氢钙沉淀通过过滤、洗涤等工艺,去除杂质,获得纯净的磷酸氢钙。
二、硝酸法:1. 材料准备:准备硝酸溶液、磷矿石浆料和氢氧化钙溶液,同样要对材料进行处理和制备。
2. 反应过程:将硝酸溶液和磷矿石浆料混合搅拌,生成磷酸(H3PO4)。
反应方程式为:Ca3(PO4)2 + 6HNO3 → 2H3PO4 + 3Ca(NO3)2。
3. 沉淀分离:过滤掉生成的磷酸钙沉淀,可以进一步处理以减少杂质。
4. 中和:磷酸钙与硝酸反应生成的磷酸中和用氢氧化钙溶液进行中和,得到磷酸氢钙沉淀。
中和方程式为:Ca(OH)2 +2H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O。
5. 分离洗涤:将磷酸氢钙沉淀通过过滤、洗涤等工艺,去除杂质,获得纯净的磷酸氢钙。
通过以上工艺步骤,可以得到高纯度的磷酸氢钙产品。
在实际生产中,需要严格控制反应条件、反应时间、溶液浓度等参数,以确保产品质量的一致性和稳定性。
此外,在整个生产过程中也需要进行废水处理、废气排放等环境保护工作,以确保生产过程的环境友好和安全性。
钙质型磷矿生产饲料级磷酸氢钙的技术经济分析本公司年产饲料级磷酸氢钙4万吨,为无臭无味的白色晶体粉末产品,松散性良好,流动性好。
其化学分子式为CaHPO4·2H2O,密度为2.31g/cm3,单斜晶体,稍溶于水,易溶于酸等,是重要的矿物质饲料添加剂,主要提供磷和钙,维持和改善动物体内的钙磷比,减少和防止因缺钙磷而引起各种疾病,促进动物健壮生长。
生产技术分析磷矿生产饲料级磷酸氢钙,不论是采用硫酸还是盐酸分解磷矿,都要结合磷矿自身的特性选择最优的生产工艺。
生产方法硫酸法生产饲料级磷酸氢钙,主要有二段中和法、浓缩法、复合沉淀法等,其简要工序依次为磷酸的制取、脱氟、中和、干燥、计量包装等过程。
磷酸的制取方法主要为湿法磷酸。
1.1 传统的生产方法:是先用磷矿对磷酸进行预处理,即粗磷酸分解磷矿中的部分碳酸盐,再将被磷酸初步分解过的磷矿投入萃取槽和硫酸反应,最后被硫酸分解生成磷酸和磷石膏。
预处理得到的磷酸用石灰乳或碳酸钙脱氟,也就是中和,在此过程生成磷酸氢钙和氟化钙的混合物,大部分氟被沉降下来,经分离固相为白肥,通常作为肥料使用或作为复合肥供磷原料。
脱氟过程产生的液相为成品磷酸,进入中和工序。
1.2矿粉脱氟的生产方法:本公司磷矿属于钙质型磷矿,原矿品位低,采取正浮选工艺,磷精矿中主要成分是氟磷灰石和碳酸盐,其中二氧化碳含量8%~12%。
针对这一特性,利用矿粉中碳酸钙将粗磷酸中所含的氟和其他重金属等沉淀下来,同未反应完全的磷矿进入萃取槽同硫酸发生反应生产磷酸和二水磷石膏,无副产白肥。
脱过氟的成品磷酸进入中和工段。
2.矿粉脱氟法生产工艺(1).萃取、过滤工序:萃取作业采用连续方式,由六个单槽串连组成完整的萃取反应槽,料浆依次流入各个反应槽后经带式滤机分离出磷酸和磷石膏,磷石膏送入堆放场地。
脱过氟矿调成25%~30%矿浆和硫酸按比例加入萃取反应槽,温度控制在70℃~85℃,液相SO3浓度20 g/L~40 g/L,反应4小时后,产出粗大、整齐二水磷石膏。
【doc】饲料级磷酸氢钙生产新工艺饲料级磷酸氢钙生产新工艺薛福连:饲料级磷酸氢钙新工艺-17一饲料级磷酸氢钙生产新工艺薛福连(沈阳市辽中县化工总厂,110200) 摘要:采用循环磷酸分解磷矿粉的方法,经对浸取反应条件,脱氟效率影响因素及中和工艺中操作条件的探讨.最终取得最佳生产条件,并达到较好效果.关键词:磷酸氢钙;浸取;脱氟;中和;条件选择磷酸氢钙,别名磷酸二钙,分子式CaHPO? 2H20,分子量172.09,是一种无臭,无味,白色三溶于稀盐酸,硝酸,醋酸,柠檬酸铵斜结晶粉末.中,不溶于醇,微溶于水.二水物在109?时失去 1个结晶水,属热敏性物料.在加热至400~C以上时,则形成焦磷酸钙.吸湿性较小.磷和钙是维持动物生理机能和血液正常浓度的主要元素.而磷酸氢钙恰是优良的动物饲料添加剂.磷酸盐作为饲料添加剂.已有上百年的历史.近年来,随着饲料业的迅速发展.与此相关的,磷酸饲料添加剂工业也得到飞速发展.2000年氢钙年需求量达170万吨.市场前景很乐观. 1生产原理:1.1首先用循环磷酸分解磷矿粉,使之生成磷酸二氢钙.然后,用硫酸与磷酸二氢钙反应生成硫酸钙和磷酸,磷酸经脱氟脱砷处理可得到较纯的磷酸溶液.最后,用氢氧化钙中和,便得到饲料级磷酸氢钙.反应如下:CasF(P04)3+7H~P04--'5Ca(H2PO32+HFT Ca(H2P0+H)4十2H20一CaS04?2H,O+2H3P04H3PO4+Ca(OH)2---~CaHPO4?2H20这种由循环磷酸分解磷矿粉的方法.可防止硫酸直接与磷矿粉反应生成硫酸钙覆盖矿粉粒子表面,而阻碍磷矿粉进一步分解.1.2生产工艺流程示意图2工艺操作2.1浸取反应在6m浸取反应罐中,投入磷矿粉300公斤,加水800公斤,然后开动搅拌,慢慢滴加 92%的硫酸150公斤,因反应是放热反应,温度控制在85,90~C,反应7小时后,再逐渐投入矿粉100公斤,加水400公斤,加硫酸8O公斤,反进行抽滤,滤液为不脱氟磷酸水, 应30分钟后,PzO含量在32,35%,滤渣为二水磷石膏. 2.2磷酸水脱氟.18.中国饲料添加剂2004年第6期(总第32期) 对不同矿源的磷矿粉进行脱氟的方法也不同.对矿粉中含有铁,铝氧化物比较低,氧化硅含量较高的矿粉,在萃取过程中,氟多以氟硅酸与氟氢酸的形式存在,故采用食盐或氯化钾与其它助剂就能除去磷酸中的氟.6HF+SiO2=H2SiF2H20 2HiF6+SiO2=3SiF4+2H2O H2siFd,-2NaCI=Na~iF6+2HCl对于含倍半氧化物较高的矿粉,还可能与铁铝形成六配位与四配位的络合物形式存在,除以氟硅酸形式存在以外,只能采用改变磷酸酸度的方法进行净化.H2SiFNa2CO3=Na2SiFI6+H2O+CO2T单纯地采用食盐作脱氟剂,其脱氟效率只能达到5560%.而补充了其它助剂就能使脱氟效率提高95%以上,成品磷酸钙含氟稳定,低于 0.18%以下.(1)磷酸浓度对脱氟效率的影响.脱氟效率随磷酸浓度的升高而上升,但磷酸浓度高于45%时,不但效率不高,反而有下降趋势.这是因为,过高的磷酸浓度在冷却降温时,密度增加,粘度增大,因而使氟硅酸钠颗粒不易下降,而且还会给磷石膏过滤系统带来困难.故采用磷酸浓度32,35%为宜.而且脱氟效率稳定. (2)脱氟剂加入量.不同的加入量对脱氟效率的影响:NaC1(理论倍数)1356脱氟后磷酸中P2Os/F210270335352 脱氟效率75.2829295氯化钠的用量按理论量的倍数计算,但从实践证明:食盐的用量远远超过理论量.随着NaC1 用量增加其脱氟效率升高,但超过6倍以上时, 反而有下降趋势.(3)沉降时间对脱氟效率的影响.脱氟后.磷酸中生成一定量的氟硅酸钠和其它杂质,这些杂质是很细小的,不能采取一般的过滤方法除去,只能采用沉淀的方法进行分离, 随着沉淀时间的延长,可使磷酸净化效果更好. 实践证明:8小时沉降,可保证磷酸质量. (4)沉淀温度对脱氟效率的影响.其它条件都相同,随着脱氟温度的降低,氟硅酸钠在磷酸中的溶解度会减小,氟硅酸钠随即被结晶出来.另一方面,随着沉降温度降低,又会增加磷酸的粘度因而影响了氟硅酸钠微粒沉降速度,所以必须控制沉降温度,一般采用20, 30cI二为宜.(5)脱SOtz经脱氟后的磷酸再进行脱S04-~一般采用加氯化钡(理论量),硫酸钡生成条件为80,90?. 除了要求一定的酸度外,还必须保证一定的反应时间,一般不少于3O分钟.BaC12+SO4—LaSO4+2C1—2.3中和2.3.1H3PO4+Ca(OH)c-+CaHPO4?2H20+H2O中和反应是一个放热反应,每生成一摩尔的二水磷酸氢钙,放出226焦热量.在实际操作中, 如果磷酸浓度过高.液固比太小.会造成物料混合不均匀,产生局部过热,偏碱,导致有效磷退化.如若磷酸浓度过低,液固比太大,使物料流动性变差,给操作带来困难,且由于水分大,蒸发不完全,使产品含水量超过3%.达不到合格产品.2.3.2在中和反应罐中,先放入适量磷酸,同时注意缓慢而均匀加入石灰乳,严格控制溶液pH= 5.5,6.如果pHi<5.5,反应沉淀不完全,造成有效磷损失,pH>6时,产品质量降低.2_3.3温度对CaHPO?2H0结晶水的影响. CaHPO含结晶水的多少,是肥料和饲料级磷酸氢钙重要指标之一.当中和反应温度低于 40?时含结晶水较多.至使CaHPO晶核生长受到抑制,故晶粒较小,而不便于过滤.因此中和温度70.【=左右为宜.。
饲料级磷酸氢钙的生产工艺简介饲料级磷酸氢钙生产技术分热法、湿法两种。
热发以热法磷酸直接与石灰石粉按比例混合反应而成,该法工艺简单、能耗低,但热发磷酸成本高,企业在经济上难以过关,西方国际采用此法的厂家愈来愈少,取而代之的是湿法工艺。
湿法工艺可分为稀磷酸浓缩脱氟法和稀磷酸净化脱氟两种方法。
尽管浓缩脱氟法工艺在发达国家应用相当广泛,但该法不仅要求磷矿品位要高。
而且要求磷矿中MgO、Al2O3含量要低,这样脱氟才较容易,才能有效降低氟的操作费用和便于操作,而国内的情况如下:磷矿品位较低,其中MgO、Al2O3含量都较高,加之浓缩脱氟设备一次性投资大,蒸汽消耗量大,生产中蒸发设备易结垢而降低蒸发的效果,诸多缺点使厂家在经济上尚难以过关,而且要求规模大,生产成本方可降低,故目前国内采用此工艺的厂家甚少,从装置规模上看,此工艺还处于生产装置试验阶段。
稀磷酸净化脱氟法生产饲料级磷酸氢钙工艺是我国及一些发展中国家(巴西、捷克斯洛伐克、前苏联、波兰、匈牙利等)应用、研究最多的方法。
其中包括盐酸法、过磷酸钙浸取法和脱氟两端中和法等。
在这些粗磷酸溶液中,不经浓缩而用一辅助手段去除其中的氟化物,由于矿源不同,所得湿法磷酸中杂质含量也差别很大,因此也就使得脱氟工艺困难而复杂化。
紧密围绕湿法磷酸脱氟、生产合格的饲料级磷酸钙产品(HG2636-94),广大研究者和生产者开发出了一系列的方法,下面简述目前国内外一些成型生产饲料级磷酸氢钙的工艺方法:一、过磷酸钙水浸法过磷酸钙浸取法是80年代我国才开始发展起来的一种工艺,由于该工艺生产方法简单易行,且能使用含杂质较高的磷矿,因此,目前我国建厂较多。
该法成都科技大学磷复肥及磷酸盐研究早在1985年就获得了我国生产饲料级磷酸氢钙的第一个专利(专利号:CN1003247)。
其工艺大体是:水浸过磷酸钙后,净化脱重金属、脱氟生产饲料级磷酸氢钙,所不同的只是在脱氟工艺选择中有所不同,脱氟残渣均返回到过磷酸钙生产中。
硫酸法磷酸氢钙生产工艺流程一、前言磷酸氢钙,化学名为磷酸钙,分子式为Ca(H2PO4)2。
磷酸氢钙是一种重要的含磷盐肥料和食品添加剂,广泛应用于农业、畜牧业和食品工业。
硫酸法是磷酸氢钙的主要生产工艺之一。
本文将介绍硫酸法磷酸氢钙的生产工艺流程,包括原料准备、反应过程、产品分离、精制等环节。
硫酸法磷酸氢钙的生产工艺具有工艺简单、原料易得、反应条件温和、产品纯度高等优点,是磷酸氢钙的主要生产工艺之一。
二、原料准备1. 磷矿石:磷矿石是磷酸氢钙的主要原料之一,一般是磷灰石或磷酸盐矿石。
磷矿石中的磷酸盐主要为三钙磷矿(Ca3(PO4)2)和羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)。
2. 硫酸:硫酸是硫酸法磷酸氢钙的另一主要原料,用于与磷矿石反应生成磷酸氢钙。
一般可采用工业级浓硫酸,硫酸浓度为98%以上。
3. 石灰石:石灰石是硫酸法磷酸氢钙的辅助原料,用于与硫酸反应生成硫酸钙。
石灰石一般为高岭石或其它含钙碱土矿石。
4. 其它助剂:包括助溶剂、助滤剂、促进剂等,用于提高反应效率和产品质量。
三、反应过程硫酸法磷酸氢钙的反应过程主要包括磷矿石的酸溶、生成磷酸氢钙和硫酸钙的反应等环节。
具体流程如下:1. 磷矿石的酸溶:将磷矿石粉碎、研磨成适当颗粒度的矿石粉末,然后与浓硫酸交流反应,生成磷酸溶液。
反应温度一般在50~80℃,反应物料比为1:1.2~1.4,反应时间为2~3小时。
2. 磷酸氢钙的生成:将磷酸溶液与石灰石悬浮液混合,进行中和反应生成磷酸氢钙。
反应温度一般在80~100℃,反应时间为2~3小时,生成的磷酸氢钙可通过滤液分离,并进行精制处理。
3. 硫酸钙的生成:将磷酸溶液与石灰石悬浮液混合,进行中和反应生成硫酸钙。
反应温度一般在80~100℃,反应时间为2~3小时,生成的硫酸钙可通过滤液分离,并进行精制处理。
四、产品分离经反应生成的磷酸氢钙和硫酸钙溶液需要通过离心、过滤、晒干等环节进行产品分离。
具体流程如下:1. 离心:将反应溶液进行离心,将悬浮固体和液相分离。
饲料级磷酸氢钙饲料级磷酸氢钙(CaHPO4)是一种含有磷、钙两种营养元素的优良的家禽、家畜饲料矿物质添加剂,能全部溶解于动物胃酸中,促使饲料消化,容易进入动物体内并参与新陈代谢,组成肌体所需要的激素、酶和维生素,保持骨骼中的磷钙比,从而防止动物因缺钙所引起的各种疾病,同时促进动物肌体快速生长,使家禽体重增加,以增加产肉量、产乳量、产蛋量,同时还可以治疗牲畜的佝偻病、软骨病、贫血病等。
在世界上饲料磷酸氢钙得到广泛的推广应用,其年产量和消费量均在500万吨以上。
近年来,随着我国农牧业的迅速发展,大规模、集约化的饲养业、养殖业和饲料加工业正在以前所未有的速度发展,国内市场对饲料级磷酸氢钙的需求量越来越大。
饲料级磷酸氢钙需求量的增加,促使其生产和技术开发蓬勃的发展,各种新工艺、新方法的报道和文章时常见诸报刊和杂志。
一. 饲料级磷酸氢钙生产工艺方法1 饲料级磷酸氢钙的生产工艺饲料级磷酸氢钙的生产工艺方法大体分为副产加工法和化学加工法。
前者以动物杂骨为原料,在生产骨胶时副产少量磷酸氢钙,该工艺是我国最早生产磷酸盐饲料添加剂的方法之一。
该法生产的产品,磷钙比适当,但是自西欧发生了疯牛病之后,该法在不少国家已经受到限制。
化学加工法也叫磷矿加工法,通常分为热法和湿法。
热法加工法是由电炉法黄磷加工成磷酸,再由磷酸加工成饲料级磷酸氢钙。
湿法加工通常是用无机酸分解磷矿制取磷酸水溶液,然后用各种方法脱除磷矿所带入的有害杂质,再与钙盐或氧化钙反应制取饲料级磷酸氢钙。
湿法按其所采用的无机酸不同又可分为盐酸法、硫酸法、硝酸法等。
此外,还有过磷酸钙水萃取法等1.1 硫酸法用硫酸分解磷矿制得粗磷酸(即湿法磷酸),先脱除其中的杂质,然后再与石灰粉或石灰乳中和制取饲料级磷酸氢钙。
由于在处理磷酸中有害杂质的方法及磷酸与钙盐中和方法各不相同,形成各种生产方法。
1.1.1 湿法磷酸热气流浓缩脱氟法该法在稀湿法磷酸中添加适量的活性SiO2后,在常压下鼓入热气流直接将水汽和四氟化硅带出,尾气经吸收处理后排入。
饲料级磷酸钙生产
饲料级磷酸钙是一种常见的饲料添加剂,用于补充动物饲料中
的磷和钙。
其生产过程通常包括以下几个步骤:
1. 原料准备,生产饲料级磷酸钙的原料通常是磷矿石和石灰石。
这些原料需要经过筛分、研磨等处理,以确保原料的纯度和颗粒大
小符合生产要求。
2. 预处理,经过原料准备后,磷矿石和石灰石通常需要进行预
处理,例如焙烧、煅烧等,以提高原料的活性和可溶性,为后续生
产工艺做好准备。
3. 反应制备,经过预处理的原料将被送入反应釜中进行化学反应,生成磷酸钙产物。
这个过程通常需要控制温度、压力和反应时间,以确保产物的质量和纯度。
4. 过滤和干燥,产生的磷酸钙溶液需要经过过滤和干燥处理,
去除杂质和水分,最终得到成品的饲料级磷酸钙产品。
5. 包装和储存,最后,生产的饲料级磷酸钙产品将被包装成适
当的规格,并进行储存和运输,以便供应给饲料生产企业使用。
在生产饲料级磷酸钙的过程中,需要严格控制原料的质量、生产工艺的参数,以及产品的检测和质量控制,确保最终产品符合饲料添加剂的相关标准和要求。
同时,生产过程中需要关注环保和安全生产,避免对环境和人员造成不良影响。
磷矿粉的制备
磷矿与硫酸的反应主要是在磷矿的颗粒表面上进行,反应速率的快慢与颗粒大小有关,当其他条件不变时,颗粒的溶解时间与颗粒的直径成正比。
为此用于湿法磷酸生产的磷矿都需要预先磨成一定细度的矿粉。
一般情况下,磷矿的粉碎只需经过粗碎和细碎(研磨)两个工序。
粗碎可用鄂式破碎机。
中碎可设置反击式破碎机,细碎工序则应按磷酸生产的要求,选用干法或湿法研磨设备。
干法多用风扫磨,湿法则一般选用溢流式球磨机。
湿法研磨具有流程短,生产能力大,维修量小,加工成本低,管理方便,劳动条件好,节省燃料和电力,噪音小,所以在湿法磷酸及磷酸盐工业中广泛应用。
一、磷矿的干法粉碎
磷矿的干法粉碎是将磷矿水分干燥到一定量以后进行的粉碎。
磷矿干法粉碎不仅要求矿粉细度达到90%以上通过100目,而且要将水分干燥到1%以下,磷矿进入磨机的粒度在20mm以下,磷矿中含水分量<8%(>8%时会使产量下降,操作不方便)。
干法粉碎中普遍采用风扫磨,部分厂采用悬辊磨,极少数厂还保留了回转干燥机加球磨机的粉碎方法。
悬辊磨只适宜常温下粉碎干矿,因为主机结构的关系,进气温度不能太高,只适合于含水分5%以下的磷矿。
回转干燥机加球磨机的流程可以适合干燥和水分较高的磷矿,但其操作流程长,单位耗电量大,环境卫生条件差,一般很少采用。
常用的是干燥和研磨同时进行的风扫磨流程,它具有以下特点:
1、磷矿的干燥和研磨同时进行,流程短,设备集中,操作方便,易于实现自动化操作。
2、粉碎过程为风扫圈流式,效率高,成品粒度均匀,调整方便,产量高。
3、粉碎在负压下进行,操作环境较好。
风扫磨流程中的主要设备如风扫磨主机,选粉、收尘设备及排风机等。
二、磷矿的湿法粉碎
磷矿的湿法粉碎是在磨矿时,加入一定量的水进行磷矿研磨。
湿法粉碎是目前湿法磷酸及磷酸盐工业生产中广泛采用的一种磷矿粉碎方法。
需要注意的是,湿法粉碎中由于磷矿浆带入大量水进入反应系统,使得磷石膏的洗涤水因系统水平衡的制约而受到限制。
特别对一些流动性较差的磷矿浆,势必要增加水分来提高流动性,这样就会使用于磷石膏洗涤水量减
少,从而使洗涤率受到影响。
因此,在决定采用矿浆法之前,应该进行矿浆流动性的测定以确定适合的流程。
现将国内外几个有代表性磷矿的矿浆流动起点水分列表如下(供参考):
表一几种磷矿矿浆的最低水分
从上表可以看出,不同磷矿粉碎成可流动矿浆的起点水分值相差很大,如浏阳磷矿高达35%-36%,金河等磷矿的矿浆水分为27%-28%,锦屏矿甚至仅在24%左右。
因此,对于不同磷矿,特别是一些矿浆水分相差很大的磷矿,则应选用不同的流程。
还应注意的是,矿浆的流动性除了与水分有密切关系之外,还与矿粉细度、化学组成和物理性质等有关。
提高磷矿粉的细度,矿浆的流动性亦相应提高。
同一种磷矿,P2O5含量较高,其矿浆流动性也较高;若含硅量多,矿浆流动性将下降。
同一矿种的块矿比统矿(常夹带有粘土的矿)的矿浆流动性要好;疏水性的磷矿比亲水性的磷矿矿浆流动性要好。
此外,还可在进磨机的水中加入添加剂改善矿浆的流动性。
根据以上特点,生产中用提高矿粉细度以改善磷矿物性和提高磷矿的品位来改善矿浆的流动性,是行之有效的。
如用荆襄统矿湿磨时,适宜的矿浆水分为28%;而且亲水性相近,P2O5品位较高的荆襄块矿湿磨时,适宜的矿浆水分为23%-24%。
对于同一矿种,矿浆密度与矿浆水分含量之间有一对应关系。
将此关系列表、作图或回归成简单的数学模型,即可用仪表或人工方法控制矿浆的浓度。
表二金河磷矿矿浆密度与含水量的关系
1、湿法粉碎的流程
(1)基本流程
经过粗碎后的磷矿经皮带运输机送入矿石贮料斗,再经圆盘给料机,通过计量后与磨矿水由计量后同时进入磨机,磨细后的矿浆溢流过筛后,进入矿浆贮槽,由矿浆泵输送至萃取槽。
该流程具有流程短,能耗低等优点,适合低于含29%水分具有良好流动性的矿浆,粉碎的矿浆均匀,水分易于控制,操作方便。
(2)带过滤设施的开流式流程
对矿浆水分要30%以上才有较好流动性的磷矿,一般选用带过滤设施的开流式流程。
在此流程中,磨机排出的矿浆,先用矿浆泵送至过滤系统进行脱水,再将所得到的滤饼经调浆使水分均匀后定量加入萃取槽。
此流程是在基本流程的基础上,增设了叶片式(或转股式)过滤机和真空抽气设备。
例如以浏阳矿为原料,可将矿浆水分由35%-36%降至28%-29%或更低。
由于目前使用的真空过滤设施比较庞大、复杂,故此流程还未得到推广。
(3)其他流程
除以上两种流程外,还有开流式串联流程和圈流式流程。
这两种流程虽可增加产品的均匀性,但流程长、设备多、投资大,在生产中很少采用。
2、湿法粉碎的操作控制
湿法粉碎作业中,投矿和加水目前各厂多由操作工凭经验判断矿浆稠度进行手动调节,所以矿浆的水分往往波动很大。
湿法粉碎操作过程中的主要控制指标是矿浆的含水量和矿粉的粉碎细度。
(1)矿浆含水量的测定
矿浆含水量的测定方法一种是用本文上页介绍的用矿浆的密度和水分对应关系作图或回归成数学模型来控制,这种方法首先要将一定细度的矿粉调成不同含水量的矿浆,测得各自密度后作图并经数学处理后应用。
另一种方法是直接测定水分含量的方法来控制,从矿浆贮槽中取一定量的样品准确称取试样1.0-3.0克,均匀铺于预先在105℃-110℃下干燥至恒重的称量瓶中,半开盖于烘箱中烘干3小时后,盖严盖,于干燥器中冷却30min,称重。
水分含量百分数用下式计算:
H 2O=[(m
1
-m
2
)]/m×100
式中:m
1
——称量瓶及试样在干燥前的质量,g;
m
2
——称量瓶及试样在干燥后的质量,g; m——试样在干燥前的质量,g。
(2)磷矿粉的研磨细度
矿粉的细度通常用通过标准筛的百分率来表示。
国内外普遍采用泰勒标准筛,其基本尺寸如下,标准筛的定义是1英寸(25.4mm)长度内具有的筛孔的数目。
下表列出国际标准筛的基本筛度:
如1英寸内有100个筛孔,就叫做100网目。
如有80%通过100目标准筛可简写为80%-100目。
反之,未通过100目则表示为+100目,如通过80目未通过100目的矿粉占15%,则可表示为-80+100目占15%。
通常情况下,磷矿的研磨细度与提高P2O5的转化率之间权衡是比较合算的,确定研磨细度的另一因素是磷矿的反应活性,反应活性好的磷矿,研磨细度可以粗些,抗阻缓性差的磷矿容易导致“钝化现象”,往往要求使用较细的矿粉。
矿粉的细度用筛分析来确定。
筛分析是用不同目数的筛子,称取一定量的矿粉过筛。
例如:称取100g矿粉,测定磷矿细度。
要求使用的目数为40目,100目,160目,200目,已知过筛以后,40目筛上剩0.5g矿,100目上剩10.5g矿,160目上生14.5g矿,200目上剩15g矿,求粒度分布?
解:
-40目=(100-0.5)/100*100%=99.5%
-100目=(100-10.5-0.5)/100*100%=89.0%
-160目=(100-10.5-0.5-14.5)/100*100%=74.5%
-200目=(100-10.5-0.5-14.5-15)/100*100%=59.5%
-100+60目=14.5/100*100%=14.5%
-100+200目=(14.5+15)/100*100%=29.5%
三、湿法粉碎与干法粉碎(风扫磨)的比较
风扫磨和湿法磨碎两种流程各有优缺点。
风扫磨容积生产强度较高,产品粒度较均匀,钢球消耗仅为湿磨的1/4-1/5,但环境条件差,电耗高,还要耗煤,装置的投资也比湿磨高1/3左右,相应的磨矿成本也较高,因此,目前二水法磷酸生产流程多采用湿法粉碎。