[发明专利]利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的方法

说明书

本发明涉及一种利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的方法，该方法以低品位磷矿粉为原料，经盐酸溶解后进行氧化、萃取、除杂处理，接着调节混合液的磷钙比和pH，最后浓缩结晶得到了磷酸二氢钙。用盐酸溶解低品位磷矿，具有分解速率快、钙和磷利用率及收率高、不会产生磷石膏废物、三废易于处理等优点，适应了环境保护的要求，不仅降低了能耗和生产成本，还有助于促进磷酸二氢钙的发展，对降低其市场价格亦具有重要作用。

技术领域

本发明涉及磷矿资源开发利用技术领域，具体涉及一种利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的方法。

背景技术

磷酸二氢钙是磷酸钙盐中水溶性最好、生物学效应最高的盐，广泛应用于化肥、饲料添加剂、食品添加剂、营养增补剂、耐火材料添加剂、塑料稳定剂等方面。

目前，磷酸二氢钙主要采用高浓度的热法磷酸来生产，通过在磷酸中加入碳酸钙或者石灰乳，控制终点pH，得到磷酸二氢钙反应液，再经过浓缩、结晶、熟化、干燥得磷酸二氢钙产品。但是热法磷酸具有能耗高、对磷矿品位要求高、成本高等不足，制约了磷酸二氢钙的发展和应用，造成了现阶段市场上的磷酸二氢钙产品价格偏高。因此，急需开发一种新型低成本的磷酸二氢钙生产工艺。

此外，随着磷矿的逐步开采，高品位富矿储量越来越少，工业上越来越多的使用中低品位磷矿来生产磷酸及磷酸盐产品，湿法磷酸生产工艺逐步代替了热法磷酸工艺。其中，硫酸法在湿法磷酸生产中的使用最为广泛，而硫酸法湿法磷酸的生产过程会产生大量难以利用的石膏，并且该方法对硫酸的依赖性强，而我国的硫资源大多依赖进口。另一方面，硫酸法对磷矿的品位也有一定的要求，该方法不能利用较低品位的磷矿资源。

盐酸法湿法磷酸具有不产生磷石膏、对磷矿品位要求低、能耗低等诸多优点，在工业上的应用越来越多。中国专利CN102923681A公开了一种盐酸法从中低品位磷矿中直接制取工业磷酸二氢钾的方法，该方法并不涉及亦不适用于化学性质、用途等均差异巨大的磷酸二氢钙的生产，并且在该方法中仍然不可避免的产生了大量难以利用的磷石膏。中国专利CN104555965A公开了一种利用低品位磷矿联产多种磷酸盐和磷肥的方法，通过氨的分段中和分别得到了肥料级磷酸二氢钾、饲料级磷酸氢钙以及水溶肥，该方法不但工艺较为复杂，而且同样不涉及磷酸二氢钙的制备以及避免生成难处理的磷石膏。中国专利CN102583290A公开了一种低品位磷矿选矿工艺及副产高纯石膏粉的方法，该方法通过在脱氟后的氯化磷酸二氢钙溶液中加入石灰乳得到了少量磷酸二氢钙或磷酸一氢钙，但是大量钙离子用于形成硫酸钙及其水合物，磷酸二氢钙的得率不高，并且该工艺较为复杂。

综上可知，现有的利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的方法均存在许多问题，开发一种低成本、简单易行、可大规模工业化生产的磷酸二氢钙生产工艺显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷酸二氢钙生产工艺存在的上述问题，提供一种利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的新方法。该方法以低品位磷矿粉为原料，经盐酸溶解后萃取除杂，接着调节混合液的磷钙比和pH，然后浓缩结晶，最终以较低的成本制得了纯度较高的磷酸二氢钙产品。本发明所采用的技术方案如下：

一种利用低品位磷矿制备磷酸二氢钙的方法，具体步骤为：首先将低品位磷矿石粉碎得到磷矿粉，接着将磷矿粉加入到盐酸溶液中搅拌使其完全溶解，然后过滤，滤液经氧化、萃取、除杂后调节钙磷比和pH，最后浓缩结晶得到终产物磷酸二氢钙。

进一步的，所述低品位磷矿石中P₂O₅的含量在18％-25％之间，CaO的含量在20％-45％之间(均为质量百分比)。

进一步的，所述盐酸溶液的质量分数为10％-30％，盐酸溶液与磷矿粉的液固比为1-5:1。

进一步的，溶解过程氯化氢的摩尔数用量相当于将磷矿粉中所含的钙、镁元素转化为相应氯盐(氯化钙、氯化镁)所需理论摩尔数的1-1.10倍，即氯化氢过量10％以内。