专利名称：环保型无尾渣生产磷酸氢钙的新配方及方法
技术领域：
本发明涉及一种磷酸氢钙生产的创新，具体地是环保型无尾渣生产磷酸氢钙的新配方及方法，适用于生产饲料级磷酸氢钙的厂家使用。
背景技术：
现有的生产饲料级磷酸氢钙的厂家，生产这种磷酸氢钙需要高品位的磷矿石(P2O5品位在28％以上)生产。随着资源的贫缺以及环保问题，如生产20万吨/年的磷酸氢钙，则排放的尾渣将达到40万吨/年以上，严重的影响环境、并占用大量土地堆放，使许多厂家都难以维持。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，研究出一种环保型无尾渣生产磷酸氢钙的新配方，能彻底根除这种缺陷，达到充分利用资源又能改善环境的目的。
本发明的另一目的在于提供新配方的生产方法，生产出这种饲料级磷酸氢钙。
本发明的新配方是利用低品位的硫磷铝锶矿或硫磷铝锶矿肥与稀硫酸浸取，其矿或矿肥与稀酸的配方，按重量份计，其配比为0.8∶4.8。
所述矿或矿肥与稀酸的配方，按重量份计，其配比为为1∶4。
本发明的方法，是原低品位矿石经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取过滤后分将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得氯化锶。
所述低品位的硫磷铝锶矿为全磷P2O515-16％，所述煅烧温度，为600度-1000度，焙烧时间为1小时，所述磨浆是将所用矿石磨成粉状，细度为60-100目，所述萃取是用2N-8N的稀硫酸，萃取温度为40度-80度，时间为30分钟-2小时。
其机理是采用低温焙烧，稀酸浸取两次破坏硫磷铝锶矿晶格，分别使硫磷铝锶矿晶格裂解，化学性质发生变化，达到生产饲料级磷酸氢钙的目的。
本发明的有益的积极效果是解决了废矿、废渣的利用，用低品位的硫磷铝锶矿或硫磷铝锶矿肥代替高品位的磷块岩生产磷酸氢钙，还可得到副产品、铁粉45-50％的Fe2O3，氧化锶，稀土肥等，是一种压干尽的独特方法，且与现行的氢钙生产工艺基本一致，设备也基本相同；经试验每生产一吨氢钙的渣，可选出45-50％的铁粉一吨，可提取氧化锶100kg，此为顺带效益，也不可轻视，新工艺与现行工艺相比(详见表1)，每吨氢钙降低成本480元，即以现建厂规模6万吨/年为例，每年可直接获利2880万元，若加生产销售利润最少在3500万元以上；本发明不需要大量硫酸去破坏矿石晶格，只需低温焙烧、稀酸萃取，即可使99％的全磷转化为有效的P2O5，且浸取率可达98％，而现有工艺最高为90％；成品率也高，白肥少，由于吨耗酸少，残存的硫酸根离子也就少，故不需要较多石灰乳去除去SO4根离子，因而少了白肥，带走的P2O5、使成品产量提高10％左右；另一优点是资源可靠，德阳地区的四川省清平磷矿矿区的硫磷铝锶矿是世界上罕见的一种含磷、铝、锶、硫、稀土等元素组分的特大矿床，呈层状展示，延长十公里，P2O5平均品位16.33％，平均厚度6.32米，已探明贮量7000万吨，加上远景贮量在一亿吨以上，可利用资源(原清平磷矿申请的专利ZL89104132，授权公告号CN1020715C，已阐明这点，并生产出硫磷铝锶矿磷肥)。由于该专利权终止及地处硫磷铝锶矿丰富的矿区，不少小企业及个体户均可生产硫磷铝锶矿磷肥，这也是除丰富的矿石以外，另一个原材料的可靠来源渠道。
主要经济指标对比，见表1。
表1
图1是本发明的磷酸氢钙工艺流程图。
具体实施例方式
实施例一从煅烧矿样中萃取磷试验，均采用120吨标准矿样，P2O5为15％的硫磷铝锶矿，矿石用量为80克，煅烧温度600℃、煅烧时间三小时，浓度为3N的硫酸、用量384毫升，其方法是将原矿经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得24g饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得80克的45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得2g的氯化锶。
实施例二从煅烧矿样中萃取磷试验，均采用120吨标准矿样，P2O5为15％的硫磷铝锶矿，矿石用量为100克，煅烧温度650℃、煅烧时间一小时，浓度为3N的硫酸、用量400毫升，其方法是将原矿经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得30g饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得30克的45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得3.33克的氯化锶。
实施例三从煅烧矿样中萃取磷试验，均采用120吨标准矿样，P2O5为15％的硫磷铝锶矿，矿石用量为500克，煅烧温度650℃、煅烧时间一小时，浓度为3N的硫酸、用量2升进行萃取，其方法是将原矿经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得150kg饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得150克的45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得5克的氯化锶。
实施例四从煅烧矿样中萃取磷试验，均采用120吨标准矿样，P2O5为15％的硫磷铝锶矿，矿石用量为一吨，煅烧温度700℃、煅烧时间三小时，浓度为3N的硫酸、用量0.28吨进行萃取，其方法是将原矿经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得300kg、P2O5含量为38.2％饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得100kg的45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得30kg左右的氯化锶。
实施例五从煅烧矿样中萃取磷试验，均采用120吨标准矿样，P2O5为16％的硫磷铝锶矿，矿石用量为4.8吨，煅烧温度900℃、煅烧时间三小时，浓度为3N的硫酸、用量1.3吨进行萃取，其方法是将原矿经焙烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后别将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得1440kg，P2O5含量为37.2％饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得1400kg的45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得144kg的氯化锶。
实施例六采用有效P2O5为12-18％的硫磷铝锶矿肥，其配比相同，仅在生产工艺上有所区别，即不用煅烧、直接用粉状硫磷铝锶矿肥，进行萃取，萃取过滤后分别将液，渣分别处理。所得产品完全相同。
综上所述，在多年试验室试验的结果上确定了硫磷铝锶矿最佳焙烧温度为600-650℃，焙烧时间为1小时，最佳硫酸浓度为3N(当量)的稀酸，按矿/酸比1∶4，萃取1小时(详见表2-表5)。
按上述数据在2000吨/年的小型装置上进行了吨级投料，扩大试验，其结果基本上与试验室数据无大的差异。每吨原矿获磷酸氢钙300kg，P2O5含量为38.2％饲料级磷酸氢钙。符合HG2636-2000国家标准。并积极准备在3-6万吨/年装置上进行工业试验(资料待补交)。
(一)煅烧矿石温度对萃取率的影响 表2
试验结果表明，煅烧温度为650℃时，磷的萃出量最高。注P2O5的萃出百分率均以每克矿样中的含量表示，以下同。
(二)不同浓度硫酸对浸出量的影响不同浓度硫酸对浸出量的影响矿样于650℃煅烧一小时，分别用等体积不同浓度H2SO4于60℃萃取半小时，其结果如表3。 表3
由表3可见，用2N、3N、6N浓度的H2SO4萃取，对磷的萃出量影响较小。
(三)萃取温度对萃出磷的影响将650℃煅烧一小时后的矿样，用3N浓度的H2SO4于不同温度下萃取半小时，其结果如表4。
表4
实验表明，温度以60℃为好。
(四)萃取时间对萃出量的影响经将650℃煅烧后的矿样，用3N浓度的H2SO4于60℃萃取不同时间，其结果如表5。 表5
表5说明，萃取一小时，磷浸出量最高；增长萃取时间，磷萃出量并无显著变化。78-01、78-02矿样品位P2O5为16.5％。
(五)从萃余矿渣中分离锶的试验将100克矿样的萃余矿渣，按计算量200，加入25％碳酸钠溶液，加热煮沸一小时，使SrSO4、CaSO4转化为碳酸盐，过滤，沉淀用HCI溶解，用交换树脂分离，结果如表6。
表7为四川省清平磷矿，硫磷铝锶矿肥全分析结果摘抄表。分析结果表明该肥料除含磷外，还含有铁和锶的氧化物。表7
权利要求
1.一种环保型无尾渣生产磷酸氢钙的新配方，其特征在于利用低品位的硫磷铝锶矿或硫磷铝锶矿肥与稀酸浸取，其矿或矿肥与稀酸的配方，按重量份计，其配比为0.8∶4.8。
2.根据权利要求1所述的生产磷酸氢钙的新配方，其特征在于矿或矿肥与稀酸的配方，按重量份计，其配比为为1∶4。
3.一种环保型无尾渣生产磷酸氢钙的方法，是将原低品位的矿石经煅烧，磨浆(矿粉)，萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得氯化锶。
4.根据权利要求3所述的方法，是采用硫磷铝锶矿肥，直接用稀硫酸萃取，萃取过滤后将液，渣分别处理萃取过滤后的磷酸液经熟化脱氟，再过滤并用石灰乳调制到PH值为5.5后，烘干，得饲料级磷酸氢钙，进行成品包装；过滤后的渣，经选铁后得45-50％的Fe2O3，经选铁后的渣，按转化法提取锶，提取碳酸锶，经离子交换树脂吸取，盐酸洗脱后得氯化锶。
5.根据权利要求3所述的方法，低品位的硫磷铝锶矿为全磷P2O515-16％，煅烧温度，为600度-1000度，焙烧时间为1小时，磨浆是将所用矿石磨成粉状，细度为60-100目，所述萃取是用2N-8N的稀硫酸，萃取温度为40度-80度，时间为30分钟-2小时。
全文摘要
本发明公开了一种环保型无尾渣生产磷酸氢钙的配方及方法。它是利用低品位的硫磷铝锶矿和/或硫磷铝锶矿肥按照一定的比例与稀酸浸取，得符合国家标准的得饲料级磷酸氢钙，并将制取磷酸氢钙后的渣进行处理，提取铁和锶的氧化物。解决了废矿、废渣的利用，用低品位的硫磷铝锶矿和/或硫磷铝锶矿肥代替高品位的磷块岩生产磷酸氢钙，还可得到副产品、铁粉45－50％的Fe
文档编号C01B25/00GK1807230SQ200510022148
公开日2006年7月26日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者彭应廷, 彭俊, 彭阳, 彭欧 申请人:彭应廷