湿法磷酸生产饲料级磷酸氢钙87167
湿法磷酸工艺计算及其物料衡算
湿法磷酸工艺计算及其物料衡算湿法磷酸工艺是一种用于生产磷酸的常见方法。
在这个工艺中，磷矿石通过酸洗和煮沸的方式转化为磷酸。
在进行湿法磷酸工艺计算和物料衡算时，需要考虑磷矿石的成分、反应物料的摩尔比、反应效率以及产物的纯度等因素。
首先，进行湿法磷酸工艺计算时需要确定磷酸的目标产量。
根据目标产量，可以计算所需的磷矿石量。
磷矿石一般含有磷酸盐矿物，例如正磷酸钙 (Ca3(PO4)2)。
通过分析磷矿石样本，可以确定其磷酸钙的含量，从而计算所需的磷矿石量。
其次，确定所需的反应物料摩尔比。
湿法磷酸工艺中，通常使用磷酸 (H3PO4) 和硫酸 (H2SO4) 作为反应剂。
反应的化学方程式为：Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 4H2O → 2H3PO4 + 3CaSO4·2H2O根据化学方程式，可以确定反应物料的摩尔比。
在计算过程中，需要考虑反应剂的纯度和反应的效率，以确保反应的正常进行和产物的纯度。
最后，进行物料衡算时，需要考虑反应剂的消耗和产物的生成。
根据反应物料摩尔比和产物的纯度，可以计算出实际所需的反应剂量和产物量。
在实际操作中，还需要考虑反应剂的循环利用和废液的处理等因素，以保证工艺的可持续发展和环境友好。
总之，湿法磷酸工艺计算和物料衡算是确定生产磷酸所需的磷矿石量、反应剂摩尔比和产物量的关键步骤。
通过合理的计算和衡算，可以确保工艺的高效运行和产物的高纯度，满足生产要求并提高工艺的经济性和可持续性。
湿法磷酸工艺是一种重要的磷酸生产工艺，广泛应用于农业、化学工业等领域。
在湿法磷酸工艺中，磷矿石经过一系列反应和处理过程，最终转化为磷酸产品。
在进行湿法磷酸工艺计算和物料衡算时，需要考虑多种因素，如反应剂摩尔比、反应效率、产物纯度等。
本文将深入探讨湿法磷酸工艺计算和物料衡算的相关内容。
首先，进行湿法磷酸工艺计算时需要确定磷酸的目标产量。
根据生产需求和市场需求，确定所需的磷酸产量。
然后，根据磷酸的化学反应方程式和磷矿石的成分，计算所需的磷矿石量。
我国湿法磷酸
我国湿法磷酸《我国湿法磷酸》一、引言磷酸是化学中最重要的三大组成成分之一，是组成生物体的重要物质，也是一种重要的农药来源。
由于多种原因，我国的湿法磷酸的研究和开发比较滞后。
湿法磷酸是利用磷酸钙属性的催化反应，将磷酸溶液中的碳酸根和羧酸根等共轭分子转化为磷酸盐的工业过程。
湿法磷酸的开发和研究，不仅可以解决我国磷酸的供不应求的矛盾，而且还可以减少淡水海洋中磷酸盐的污染，还可以利用湿法磷酸的原料，如磷酸钙，磷酸钠等等，以及利用湿法磷酸本身产生的化学制品，如硝酸钾，硫酸钠，硫酸钙等，从而有助于经济发展。
二、我国湿法磷酸发展历史我国湿法磷酸的发展可以追溯到20世纪50年代，当时在我国的热风炉上，我国第一次成功开发了热风炉湿法磷酸的工艺，由中科院能源与动力机械研究所（今属北京师范大学）及中国营养学会发起的“中国磷酸工业化”研究，1965年成功实施了全国性的磷酸工业生产。
三、湿法磷酸的生产工艺（1）碱性钙溶液和碱性磷酸溶液的预处理将碱性溶液中的氢离子和氯离子进行分离，然后将其中的氢离子进行氧化，以防止滞，同时还要除去其中的杂质，如SiO2，元素性氧化物等。
（2）湿法还原反应将碱性钙溶液和碱性磷酸溶液按一定比例混合，再加入碱性氧化剂如过氧化氢，这时反应开始发生，氢离子通过还原氧化剂形成水，然后与碱性钙溶液中的碳酸根和羧酸根发生反应，形成磷酸盐。
（3）离析反应反应产物中的磷酸盐会沉淀在液体中，这时应加入适量的浓盐酸以将其从液体中提取出来，即可完成磷酸的生产。
经过离析反应后的磷酸，溶解度增加，质量更有保证，能够满足其他行业的要求。
四、湿法磷酸的研究趋势1、进一步降低温度和氧浓度，减少能耗，改善反应效果；2、开发磷酸仿生催化剂，优化湿法磷酸反应；3、采用新型循环系统，改善湿法磷酸操作条件；4、研究新型磷酸仿生催化剂，优化湿法磷酸反应；5、开发具有工业化能力的磷酸反应体系；6、研究新型磷酸化催化剂，丰富湿法技术；7、研究钠碱以及复合酸的湿法反应条件，提高磷酸溶解度。
湿法磷酸生产原理
CaSO4·0.5H2
O
CaSO4·2H2O
很慢
CaSO4
CaSO4
CaSO4
CaSO4·2H2O
•根据CaSO4-H3PO4-H2O系统相平衡图，简明湿法磷酸生产中，所采用的工
艺流程和工艺条件的关系。
•采用二水物流程，工艺条件应控制在abcd区域内，cd线是二水物流程极限
•二水物稳定区域Ⅲ内，温度过低，不利于磷矿分解和硫酸钙结晶，且要移
贵州川恒化工股份有限责任公司
2 硫酸钙结晶过程
2.1 晶核生成对结晶影响 结晶微观过程：
•过饱和溶液---溶质超过所处条件下的饱和 溶解度，而未析出晶体的溶液。(不稳定状 态) •过饱和度S=C/C0；相对过饱和度σ=S-1 C---过饱和溶液浓度；C0----饱和溶液浓度 •晶核大小及生成速率与过饱和度关系
•剩余SO42-存在，导致硫酸钙 溶解度变化，即引起硫酸钙 结晶在系统中平衡点轨迹移 动。
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1.3.5、硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系中相平衡
•溶液中SO3=0时，半水硫酸 钙与二水硫酸钙转化平衡线 对应于三元系统中cd线，平 衡点移动轨迹与三元系统吻 合。
•从MgO耗酸计算可以看到，MgO耗硫酸量占理论耗酸量的百分率是磷矿中 MgO/CaO的1.4倍。 •生成的MgSO4全部溶解于磷酸溶液中，与Mg2+结合的SO42-将对液相”优惠 SO3%”浓度的控制产生干扰。 •MgSO4在磷酸溶液中引起液相SO3%浓度的增值为MgO的“SO3当量浓度”。
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用上述晶体成核原理和晶体成长过程简述硫酸钙结晶的微观过程。 过饱和度对硫酸钙结晶的影响
钙质型磷矿生产饲料级磷酸氢钙的技术经济分析
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。
原料质量控制 磷酸氢钙
PH 作用
水分 适应性
5.8
饲料添加剂，以补充禽畜饲料中的磷、钙元 用于水产养殖动物及畜禽
素。
养殖动物的饲料添加剂。
家禽的辅助饲料，能促使饲料消化，使家禽 饲料中的添加量一般在 体重增加，以增加产肉量、产乳量、产蛋量， 1%～2%。
同时还可治疗牲畜的佝偻病、软骨病、贫血
症等。
可不测，国标法是丙酮洗涤后，50±2℃干燥 ≤5% 2h
对磷酸氢钙（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的认识
1.湿法磷酸法即H2S04 或HCI分解磷矿石，经渣液分离，得到低浓度的萃取磷 酸，通过脱氟工艺，用石灰乳中和沉淀出磷酸氢钙，经除杂烘干，粉碎处理即 可。 2.H2S04的价格猛涨，致使生产成本大幅度上升, 使许多饲料生产厂家难以承 受。在磷酸资源丰富的地区则用工业磷酸与石灰石粉直接生成磷酸氢钙, 质量 较好。 3.有的厂家以磷矿粉加磷酸直接处理后, 再经锻烧变白的磷酸三钙，或过磷酸 钙加石灰改色，冒充磷酸氢钙销售，这两种产品含氟量较高，且其生物学效价 颇低。
目前配方中最高34.5（5303F），其余在10-26%之间，应关注成品中氟的 含量问题。
生产饲料级磷酸氢钙所用原料磷矿石为氟磷灰石Ca5(PO4)3F，在生产过 程中需要除去95%以上的氟，方能达到产品质量要求。
磷的分类区别
• 除去卫生指标一般检测磷酸氢钙的钙、总磷、枸溶磷，这三 个指标中通常认为枸溶磷是关键指标。
不适用于水产
可适用于水产
4 改变动物口感，增添动物采食量 减缓硫酸亚铁被氧化的速度，防 止预混料变色
≤5%
可适用于水产
对磷酸氢钙（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的认识
项目
指标
Ⅰ型 CaHPO4·2H2O
Ⅱ型 氢钙+二氢钙
【doc】饲料级磷酸氢钙生产新工艺
【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.。
湿法磷酸工艺
通常所称的“湿法磷酸”实际上是指硫酸法湿法磷酸，即用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸。
硫酸法的特点是矿石分解后的产物磷酸为液相，副产物硫酸钙是溶解度很小的固相。
两者的分离是简单的液固分离，具有其他工艺方法无可比拟的优越性。
因此，硫酸法生产磷酸工艺在湿法磷酸生产中处于主导地位。
但是其产生的大量磷石膏废渣无法得到有效的利用，三废问题严重。
湿法生产是用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸产品。
湿法磷酸比热法磷酸成本低20%~30%，经适当方法净化后，产品纯度可与热法磷酸相媲美。
目前，湿法磷酸工艺处于磷酸生产的主导地位。
湿法磷酸工艺按其所用无机酸的不同可分为硫酸法、硝酸法、盐酸法等。
矿石分解反应式表示如下：（1-4）↑Ca5F(PO4)3+10HNO3 == 3H3PO4 + 5Ca(NO3)2 + HF（1-5）↑Ca5F (PO4)3 + 10HCl == 3H3PO4 + 5CaCl2 + HF↑Ca5F(PO4)3+5H2SO4+ nH2O == 3H3PO4 + 5Ca SO4•nH2O +HF （1-6）这些反应的共同特点是都能够制得磷酸。
但是，磷矿中的钙生成什么形式的钙盐不尽相同，各有其特点。
反应终止后，如何将钙盐分离出去，并能经济地生产出磷酸则是问题的关键。
(1) 硝酸法最早由奥达公司开发，称为奥达法。
它是用硝酸分解磷矿生成磷酸和水溶性硝酸钙，然后采用冷冻、溶剂萃取、离子交换等方法分离出硝酸钙。
受硝酸价格、能耗高、流程长等条件的影响，目前工业应用极少。
(2) 盐酸法上世纪60年代初，以色列矿业工程公司（I.M.I）开发了著名的IMI 法，首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化[5]。
它是将磷矿与盐酸反应，生成磷酸和氯化钙水溶液，然后用有机溶剂（如脂肪醇、丙酮、三烷基磷酸脂、胺或酰胺等）萃取分离出磷酸。
但该法存在工艺复杂、副产物氯化钙难以经济回收等问题。
(3) 硫酸法通常所称的“湿法磷酸”实际上是指硫酸法湿法磷酸，即用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸。
磷酸氢钙用途
磷酸氢钙，也称为二氢磷酸钙或磷酸二氢钙，是一种化学物质，化学式为Ca(H2PO4)2。
它具有多种用途，以下是几个常见的应用领域：
1.食品和饮料添加剂：磷酸氢钙被广泛用作食品和饮料的酸度调节剂、酵母营养补充剂和
稳定剂。
它可以改善食品的口感、质地和保持新鲜度。
2.高效肥料：磷酸氢钙可用作农业中的肥料成分，提供植物所需的磷元素。
磷酸氢钙可以
促进植物的生长和发育，增加作物产量。
3.饲料添加剂：磷酸氢钙在畜禽饲料中被用作磷源，以满足动物的磷需求。
它可以促进动
物的骨骼和牙齿的健康发育。
4.医药产品：磷酸氢钙在某些医药产品中被用作钙和磷的补充剂。
它可以用于治疗钙和磷
的代谢紊乱，例如骨质疏松。
5.工业应用：磷酸氢钙在一些工业过程中也有应用，例如作为缓冲剂、融化剂和矿物添加
剂等。
需要注意的是，磷酸氢钙的使用要根据具体的需求和适用法规进行。
在使用前，请务必阅读产品说明或咨询相关专业人士以获取正确的用途和用量建议。