一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法与流程

1.本发明属于磷酸盐生产技术领域，尤其涉及一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法。


背景技术：

2.磷酸二氢钙又名磷酸一钙，化学式为ca(h2po4)2·
h2o，无色三斜片状、粒状或结晶性粉末，广泛用于水产养殖动物及畜禽养殖动物的饲料添加剂，用作膨松剂、面团调节剂、缓冲剂、营养增补剂、乳化剂、稳定剂等品质改良剂。从生产成本角度和技术可行性两个方面考虑，能进行工业化生产的方法为碳酸钙浆液或氢氧化钙浆液与磷酸溶液中和，再经浓缩、结晶、离心分离，气流干燥制得成品。
3.经检索，现有磷酸二氢钙相关的技术方法如下：
4.技术方法1：公开号为cn1066430a的专利说明书中公开了一种磷酸二氢钙的生产方法，其特征是以酒精体系代替现有水液反应体系，将碳酸钙和磷酸在酒精溶液中反应，需使用30％
‑
100％的无水酒精，既增加了生产成本，又增加了生产的危险性。
5.技术方法2：葛斌提出了混合法生产磷酸二氢钙，其特征是固态粉体饲钙与一定浓度的磷酸进行反应,得到含游离水的固态磷酸二氢钙，因成品中含有大量的游离酸，产品纯度低，易结块，反应操作难度大。
6.技术方法3：翟丽萍等提出了食品膨松剂磷酸二氢钙的合成，其特征是利用61％浓度的食品级热法磷酸与食品级碳酸钙在特制的反应器中直接合成磷酸二氢钙，需对产品进行水洗沉淀和浓缩结晶、粉碎等操作，存在大量的洗涤用水无法处理，蒸汽消耗大，颗粒小等缺点。
7.上述技术方法由于存在不足，都很难实现工业化生产。碳酸钙浆液或氢氧化钙浆液与磷酸溶液中和法，虽然技术比较成熟，但也存在如下缺点：由于生产过程中使用的碳酸钙浆液或氢氧化钙浆液与磷酸溶液均含有大量的水，因此产生的母液较多，每批产品生产结束，总会留下大量母液。干燥工艺为气流干燥，由于高速气流的作用，对物料的破损比较严重，产品颗粒度较小，粒径≥0.3840目)只占到30％。而有的客户对产品颗粒有特殊要求，要求产品粒度≥0.83mm(20目)要大于80％，现有工艺生产的磷酸二氢钙无法满足这些特殊客户群的需求。由于存在浓缩过程，要浓缩掉大量的水分，蒸汽消耗量大，生产成本高。成本方面无竞争力，制约了产能的扩大。由于含游离磷酸多，粘性大，很容易吸潮，也限制了磷酸二氢钙的应用范围和应用效果
8.有鉴于此，有必要提供一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，解决现有工艺技术的不足。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法。
10.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
11.一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，包括以下步骤：
12.1)向磷酸溶液中加入第一批碳酸钙干粉，控制反应温度在35
‑
38℃，反应结束后再加入第二批碳酸钙干粉，控制反应温度在39
‑
42℃，反应结束后再加入第三批碳酸钙干粉，控制反应温度在43
‑
45℃，终点ph在0.3
‑
0.6，反应结束后升温至85
‑
95℃，保温；
13.2)保温结束后过滤，得到磷酸二氢钙溶液；
14.3)对得到的磷酸二氢钙溶液进行冷却结晶，结晶温度控制在25
‑
35℃，搅拌速度控制在10
‑
20r/min，结晶时间控制在3
‑
5h，得到磷酸二氢钙晶浆；
15.4)将得到的磷酸二氢钙晶浆进行离心分离，得到磷酸二氢钙晶体和母液；
16.5)将得到的磷酸二氢钙晶体用纯水进行洗涤，除去晶体中的游离磷酸；
17.6)对水洗后的磷酸二氢钙晶体进行干燥，干燥温度控制在130
‑
150℃，即得磷酸二氢钙。
18.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤1)中，所述碳酸钙干粉的制备过程为将块状的碳酸钙放入微粉机中进行粉碎分机、过筛制得的粒度为325
‑
400目的碳酸钙干粉。
19.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤1)中，反应结束后升温至85
‑
95℃，保温0.3
‑
0.8h。
20.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤1)中，磷酸、第一批碳酸钙干粉、第二批碳酸钙干粉和第三批碳酸钙干粉的质量比为1：0.4
‑
0.5：0.3
‑
0.4：0.2
‑
0.3。
21.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤1)中，所述磷酸为热法磷酸或食品级磷酸。
22.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤2)中，过滤中所使用的过滤器为板框压滤、袋式过滤、烧结金属和烧结塑料过滤器中的一种。
23.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤4)中，所述母液返回至反应工序作为磷酸溶液使用。
24.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤5)中，上述纯水为去离子水或蒸汽冷凝水，用量为磷酸二氢钙晶体质量的2
‑
3％。
25.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤6)中，干燥为流化床干燥。
26.进一步地，如上所述大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，步骤6)中，上述磷酸二氢钙的粒度≥0.83mm。
27.本发明的有益效果是：
28.本发明技术方案制得的磷酸二氢钙成品颗粒大，纯度高，不易结块，节能环保，易于工业化生产，具有推广价值；将含酸的母液返回至反应工序，提供酸源和进一步回收母液中的磷酸二氢钙，即提高了磷酸二氢钙的产量，也没有多余母液产生。
具体实施方式
29.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范
围。
30.一种大颗粒磷酸二氢钙的制备方法，包括以下步骤：
31.1)碳酸钙干粉的制备过程为将块状的碳酸钙放入大型微粉机中进行粉碎、分机、过筛，得碳酸钙干粉，碳酸钙干粉粒度为370目。向磷酸溶液中加入第一批碳酸钙干粉，控制反应温度在37℃，反应结束后再加入第二批碳酸钙干粉，控制反应温度在40℃，反应结束后再加入第三批碳酸钙干粉，控制反应温度在44℃，碳酸钙含量为98.5％以上的食品级碳酸钙，磷酸为含量85％的热法磷酸或食品级磷酸，控制反应温度在40℃，终点ph在0.4，反应结束后升温至90℃，保温0.5h；
32.2)保温结束后通过袋式过滤，得到磷酸二氢钙溶液；
33.3)对得到的磷酸二氢钙溶液进行冷却结晶，结晶温度控制在30℃，搅拌速度控制在15r/min，控制结晶时间，得到磷酸二氢钙晶浆；
34.4)将得到的磷酸二氢钙晶浆进行离心分离，得到磷酸二氢钙晶体和母液；母液重回反应系统的磷酸溶液；
35.5)将得到的磷酸二氢钙晶体用去离子水进行洗涤，去离子水用量为磷酸二氢钙晶体质量的2.5％，除去晶体中的游离磷酸；
36.6)对水洗后的磷酸二氢钙晶体进行流化床干燥，控制干燥温度，即得磷酸二氢钙，所得磷酸二氢钙的粒度≥0.83mm。
37.实施例1
38.本实施例中，步骤1)：向1067kg浓度为60％的磷酸溶液中加入55kg第一批碳酸钙干粉，反应结束后再加入55kg第二批碳酸钙干粉，反应结束后再加入50kg第三批碳酸钙干粉；
39.冷却结晶，结晶温度控制在30℃，搅拌速度控制在15r/min，结晶时间控制在4h，得到磷酸二氢钙晶浆；
40.步骤6)：对水洗后的磷酸二氢钙晶体进行流化床干燥，干燥温度控制在150℃。
41.实施例2
42.本实施例中，步骤1)：向1600kg浓度为50％的磷酸溶液中加入70kg第一批碳酸钙干粉，反应结束后再加入70kg第二批碳酸钙干粉，反应结束后再加入60kg第三批碳酸钙干粉；
43.步骤3)：对得到的磷酸二氢钙溶液进行冷却结晶，结晶温度控制在30℃，搅拌速度控制在15r/min，结晶时间控制在5h，得到磷酸二氢钙晶浆；
44.步骤6)：对水洗后的磷酸二氢钙晶体进行流化床干燥，干燥温度控制在135℃。
45.现对实施例1和实施例2中得到的磷酸二氢钙进行检测，检测结果如表1所示。
46.表1
[0047][0048]
由上表可知，运用本发明技术方案制得的磷酸二氢钙成品具有颗粒度大，重金属含量低，产品质量完全符合gb 25559―2010标准要求。
[0049]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。