磷酸氢钙生产工艺（磷酸氢钙生产工艺流程）

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中学化学中:有关磷酸氢钙、重钙及磷肥的工业生产原理？(考虑原料的使用量和产品的质量)

磷酸氢钙又名磷酸二钙，为白色或灰白色结晶性粉末。有无水磷酸氢钙及二水磷酸氢钙两种，性质稳定，其中磷在畜禽营养需要成本中仅次于蛋白质和氨基酸。由于其磷钙比为1:1.29，与动物骨骼中的磷钙比最为接近，是优质的钙磷补充料。

一、饲料磷酸氢钙的应用及生产状况

磷酸氢钙应用最广，占85%以上，主要用于畜禽，全国的年生产能力约100万吨；其次为磷酸二氢钙，主要用于水产饲料，目前全国的年生产能力约15万吨；磷酸三钙由于相对生物学效价较低，国内使用量很少，故市场份额很小。另外，用于饲料的磷酸盐还有磷酸钠盐、钾盐和铵盐，但由于它们的价格偏高(约在3000一4800元/吨)，主要用于一些特种水产饲料或反刍饲料中，在饲料应用中所占的份额不大。

四川、云南、广西是饲料级磷酸盐生产大省，其中四川产量最大，但因受地震破坏比较严重，生产还没有完全恢复，现今市场上磷酸氢钙以云南和广西居多。

二、磷酸氢钙的生产工艺

1、磷酸氢钙原料: 磷矿石、石灰粉或碳酸钙、硫酸（原料硫磺）。

2、加工工艺：热法磷酸法和湿法磷酸法两类。

热法磷酸法因成本和所耗能源较高，已被湿法生产工艺取代。

湿法磷酸法又分为硫酸法、盐酸法、硝酸法或氟硅酸及硫酸氢铵法等；生产中常用的为硫酸法。

3、硫酸法生产原理:用硫酸分解磷矿石得到磷酸，磷酸经过脱氟及有毒有害杂质再与碳酸钙或石灰乳中和反应，得到饲料级磷酸氢钙盐。生产步骤:

第一步:磷酸的生产

用硫酸分解磷矿石得到磷酸和石膏(硫酸钙)

第二步:脱氟

动物对氟的需要量极少，安全范围小。 脱氟生产磷酸关核心步骤，也是影响磷酸氢钙品质的关键步骤；沉淀剂为氢氧化钙一石灰乳。

第三步：磷酸氢钙的生成

分离沉淀后得到的脱氟磷酸或脱氟的磷酸盐溶液再与石灰乳或碳酸钙反应生成磷酸氢钙。

三、饲料级磷酸氢钙的质量要求（GB-T 22549—2008） 项目指标

总磷含量 % ≥16.5

钙含量 % ≥20

氟 % ≤0.18

砷% ≤0.003

铅% ≤0.003

镉% ≤0.001

细度(通过500um 试验筛) % ≥95

磷酸氢钙的生产工艺？

、中和法

中和法生产磷酸氢钙是用氢氧化钙或碳酸钙中和磷酸以生产磷酸氢钙，其化学反应如下：

H3PO4＋Ga(OH)2=GAHPO4＋H2O

2H3PO4＋GaCO4=2GAHPO4＋H2O＋CO2

中和法具有工艺简单、产品纯度高、技术成熟等优点，但所用原料昂贵，生产成本高，不适宜大规模生产。

2、结晶法

结晶法是根据H3PO4-GAHPO4-GACl2-H2O系统中，在不同温度下GAHPO4在H3PO4溶液中的溶解度变化来分离制得GAHPO4，反应方程式如下：

H3PO4＋GA(CL)2=GAHPO4+2HCl

该法生产磷酸氢钙，经济上比中和法优越，但是（1）该法是在酸性介质高温下（170℃左右）反应，对设备的要求非常苛刻，而且极易被腐蚀，不仅一次性投资大，而且大幅度地增加成本。（2）由于HCl的溢出，需要吸收装置，不注意会形成污染；（3）质量较差，含3%左右的氯离子和少量磷酸。

3、萃取法

萃取法是将湿法磷酸的净化过程与磷酸氢钙的提取过程结合为一体，在结晶法生产磷酸氢钙基础上，根据磷酸氢钙在不同溶剂中具有不同的溶解度特性，选择性地使用溶剂将磷酸氢钙从混合物中分离出来。反应方程式可表示为(S为有机溶剂)：

S•H3PO4+GACl2=GAHPO4+2S•HCl

国内外对萃取法进行了大量的研究，先后出现过用正丁醇、有机胺、三聚氰胺、二丁基亚砜和三辛胺-环己烷-异戊醇作为萃取剂进行生产的报道。该法具有过程简单、能耗低、反应条件温和、有机溶剂可循环利用等优点，但有机溶剂价格昂贵，还需要考虑有机溶剂的回收利用，从而造成生产中投资过高。

4、离子交换法

离子交换法，是利用一种阳离子或阴离子树脂，分别对H2PO4 -1离子和GA离子的吸附或再生过程来合成GAHPO4。

该法生产的磷酸氢钙虽质量较高，但蒸发量太大，（1t成品需要蒸发水15m3），能耗过高，且树脂价格昂贵，一次性投资较大。生产过程中，树脂还容易中毒而全部更换，这就给生产带来麻烦和增大成本。还有就是氯化铵等废水的环境污染，如果废水回收能耗又太高。

该工艺还可以用氯化钙与碳酸氢铵通过离子交换先生产碳酸氢钙，再与磷酸反应生产磷酸氢钙（相当于中和法）。

5、电渗析法。

6、湿法磷酸直接法工艺

饲料级磷酸氢钙的主要生产工艺方法

副产加工法将骨粉用盐酸分解，然后用石灰乳中和获取饲料级磷酸氢钙。热法磷酸加工法

将磷矿石、石英砂和焦炭粉于电炉中加热至1500℃，用冷水吸收冷凝得到黄磷，将黄磷熔化氧化后与水反应得磷酸，并用石灰乳中和。湿法磷酸加工法

用无机强酸萃取磷矿石得粗磷酸，再用氨水、氧化钙、碳酸钙、石灰乳等中和粗磷酸。

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