一种高细无水磷酸氢钙的制备方法与流程

1.本发明涉及磷酸盐生产技术领域，尤其涉及一种高细无水磷酸氢钙的制备方法。


背景技术：

2.无水磷酸氢钙是不含游离水的磷酸氢钙，分子式为cahpo4，外观为白色晶体或粉末、无臭无味，溶于稀盐酸、硝酸、醋酸，微溶于水，不溶于乙醇。表观密度0.9g/cm3，在空气中稳定，在370℃时分解。
3.无水磷酸氢钙为稳定物质，相对于二水磷酸氢钙有其明显的优越性，主要使用在牙膏工业及药品工业，也用于食品工业。牙膏生产厂家将其作为高品质牙膏的摩擦剂，药厂及化妆品公司将无水磷酸氢钙作为药品矿物质补充剂、压片载体、填充物质或增稠剂。目前无水磷酸氢钙在国内外市场上呈现出了越来越广泛的应用趋势，且对无水磷酸氢钙的细度也提出了较高的要求，如某公司用于婴幼儿奶粉的无水磷酸氢钙要求细度270目通过率为95％以上。
4.现有技术中，无水磷酸氢钙生产工艺主要有两种：
5.1)直接煅烧法，即以二水磷酸氢钙为原料，在一定温度下煅烧后制得。该工艺虽然简单，但有副产物焦磷酸氢钙产生，这是因为从二水磷酸氢钙脱水至无水磷酸氢钙的过程中，二水磷酸氢钙会发生分子间的脱水从而变成焦磷酸氢钙。对二水磷酸氢钙进行煅烧需消耗大量能源，且产量低，成本高，很少有人采用这种工艺。
6.2)直接中和法，即食品磷酸与碳酸钙直接中和反应，其化学反应方程式为：caco3 h3po4→
cahpo4 co2↑
h2o。第二种工艺是通常采用的生产工艺，但需使用气流干燥，要求干燥温度高在250℃以上，同样存在能耗高，热能利用率低，产能低等弊端，该生产工艺对上游原料要求较高，要求原料碳酸钙325目细度下观察，不应有细微黑点，否则将不能作为原材料使用。而碳酸钙是由天然石灰石经粉碎、研磨加工而制得，天然石灰石中含有大量杂质和重金属，因此生产的无水磷酸氢钙中砷和其它重金属往往超标，而且很难做到产品中无细微黑点，限制了无水磷酸氢钙的应用，上述两种工艺生产的无水磷酸氢钙其细度只能达到100目左右，如想达到更高的细度，必须通过微粉机进行粉碎，这又增加了能源消耗和制造成本。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种高细无水磷酸氢钙的制备方法。
8.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：
9.一种高细无水磷酸氢钙的制备方法，该方法以磷酸三钙为钙源与磷酸反应，通过控制反应的反应温度，终点ph和陈化时间制得半成品无水磷酸氢钙；反应结束后，半成品经固液分离，纯水洗涤，干燥脱去游离水，制成成品高细无水磷酸氢钙。
10.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述磷酸三钙为细度325目
的食品级磷酸三钙加纯水配制成的浓度为25
‑
30％的钙浆。
11.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述磷酸为85％热法磷酸或食品磷酸加纯水配制成的浓度为25％
‑
60％的磷酸溶液。
12.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述反应的反应温度为70
‑
75℃。
13.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述反应的终点ph为2.5
‑
3.0。
14.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述反应的陈化时间为0.5
‑
1h。
15.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述固液分离为离心分离或板框压滤。
16.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述纯水为去离子水或蒸汽冷凝水，洗水回母液储罐与母液一起做为配酸水使用，无废液排放。
17.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述干燥是指用全封闭双桨叶干燥机或盘式干燥机进行干燥，产能高，能耗低，无粉尘污染。
18.进一步地，如上所述高细无水磷酸氢钙的制备方法中，所述高细无水磷酸氢钙的细度均匀，且细度325目通过率为95％以上；无需微粉机粉碎就能达到325目，流淌性好，纯度高，质量稳定，重金属含量低。
19.本发明的有益效果是：
20.1、本发明制备的高细无水磷酸氢钙细度均匀，且细度高达325目，砷和重金属杂质含量低，可以满足不同行业和不同客户的需要，产品价格是普通无水磷酸氢钙的2
‑
3倍，使其能够得到更广泛的应用。
21.2、本发明制备方法简单，反应条件温和，节能环保，为高细无水磷酸氢钙的生产提供了一种新的工艺技术。
22.3、本发明生产的无水磷酸氢钙产能高，能耗低，无污染，制造成本低，经济效益和环保效益明显，便于大规模推广应用。
23.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
具体实施方式
24.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。
25.本发明人在大量中试实验及对无水磷酸氢钙基础理论详尽分析的基础上，总结出一套完整的高细无水磷酸氢钙生产工艺：由磷酸三钙直接与磷酸反应生成无水磷酸氢钙，再经离心分离，纯水洗涤、干燥制得成品。该方法制取的无水磷酸氢钙细度高，分布范围小，无需进行粉碎就能达到细度325目通过率95％以上，且产能大，纯度高，成本低，反应条件温和，操作安全，节能环保，易于工业化生产，为高细磷酸氢钙的生产提供了一种新的工艺技术，具有良好的推广价值。
26.本发明的相关具体实施例如下：
27.实施例1
28.一种高细无水磷酸氢钙的制备方法，其具体步骤如下：
29.(1)将一定量的325目食品级磷酸三钙加去离子水在反应釜中配制成质量浓度为25％的钙浆；
30.(2)将一定量的85％热法磷酸加去离子水在配酸釜中配制成质量浓度为25％的磷酸溶液，然后泵入高位计量罐中备用；
31.(3)将钙浆温度升温至70℃，向反应釜中缓慢加入25％的磷酸溶液，控制反应终点ph为2.5，反应温度70
‑
75℃，反应结束后在75℃下陈化0.5h；
32.(4)将陈化好的物料泵入离心机进行固液分离，得湿无水磷酸氢钙和母液，母液收集至母液储罐；
33.(5)用去离子水对湿无水磷酸氢钙进行洗涤，洗去游离酸，洗水量为湿无水磷酸氢钙的3％
‑
5％。洗水收集至母液储罐，连同母液一起做为配酸水使用；
34.(6)湿无水磷酸氢钙通过皮带输送机均匀的送入双桨叶干燥机中进行干燥；
35.(7)将干燥好的无水磷酸氢钙过60目筛得成品无水磷酸氢钙，取样检测各理化指标如下：含量98.7％，p2o
5 51.2％，灼烧失重7.5％，细度325目通过率96％，铅0.93ppm，砷1.2ppm，重金属4.2ppm，盐酸不溶物0.02％，产品各项指标符合gb1886.3
‑
2021，fcc
‑
v，e341(ii)，usp
‑
30标准要求。
36.实施例2
37.一种高细无水磷酸氢钙的制备方法，其具体步骤如下：
38.(1)将一定量的325目食品级磷酸三钙加蒸汽冷凝水在反应釜中配制成质量浓度为28％的钙浆；
39.(2)将一定量的85％热法磷酸加蒸汽冷凝水在配酸釜中配制成质量浓度为50％的磷酸溶液；然后泵入高位计量罐中备用；
40.(3)将钙浆温度升温至75℃，向反应釜中缓慢加入50％的磷酸溶液，控制反应终点ph为2.8，反应温度70
‑
75℃，反应结束后在75℃下陈化40min；
41.(4)将陈化好的物料泵入离心机进行固液分离，得湿无水磷酸氢钙和母液，母液收集至母液储罐；
42.(5)用去离子水对湿无水磷酸氢钙进行洗涤，洗去游离酸，洗水量为湿无水磷酸氢钙的3％
‑
5％。洗水收集至母液储罐，连同母液一起做为配酸水使用；
43.(6)湿无水磷酸氢钙通过皮带输送机均匀的送入双桨叶干燥机中进行干燥；
44.(7)将干燥好的无水磷酸氢钙过60目筛得成品无水磷酸氢钙，取样检测各理化指标如下：含量98.9％，灼烧失重7.6％，细度325目通过率95.5％，砷1.2ppm，铅0.92ppm，重金属4.3ppm，盐酸不溶物0.03％，产品各项指标符合gb1886.3
‑
2021，fcc
‑
v，e341(ii)，usp
‑
30标准要求。
45.实施例3
46.一种高细无水磷酸氢钙的制备方法，其具体步骤如下：
47.(1)将一定量的325目食品级磷酸三钙加蒸汽冷凝水在反应釜中配制成质量浓度为30％的钙浆；
48.(2)将一定量的85％热法磷酸加母液在配酸釜中配制成质量浓度为60％的磷酸溶液，然后泵入高位计量罐中备用；
49.(3)将钙浆温度升温至72℃，向反应釜中缓慢加入60％的磷酸溶液，控制反应终点ph为3.0，反应温度70
‑
75℃，反应结束后在75℃下陈化1h；
50.(4)将陈化好的物料泵入离心机进行固液分离，得湿无水磷酸氢钙和母液，母液收集至母液储罐；
51.(5)用去离子水对湿无水磷酸氢钙进行洗涤，洗去游离酸，洗水量为湿无水磷酸氢钙的3％
‑
5％。洗水收集至母液储罐，连同母液一起做为配酸水使用；
52.(6)湿无水磷酸氢钙通过皮带输送机均匀的送入双桨叶干燥机中进行干燥；
53.(7)将干燥好的无水磷酸氢钙过60目筛得成品无水磷酸氢钙，取样检测各理化指标如下：含量98.8％，灼烧失重7.5％，细度325目通过率96.5％，砷1.2ppm，铅0.93ppm，重金属4.3ppm，盐酸不溶物0.03％，产品各项指标符合gb1886.3
‑
2021，fcc
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v，e341(ii)，usp
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30标准要求。
54.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。