磷酸二氢钙在硝酸钙-磷酸-水溶液体系中溶析结晶工艺

李朝荣, 苏 殊, 许德华, 杨秀山, 张志业, 王辛龙

(四川大学 化学工程学院 教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心, 四川 成都 610065)

1 前 言

随着硫酸法湿法磷酸工艺副产磷石膏的大量堆放以及我国磷矿品位的下降，发展硝酸法湿法磷酸工艺是目前湿法磷酸工艺得以发展的重要途径之一[1-2]，其中硝酸法工艺的关键技术就是酸解液中钙磷比的调节。常用钙磷比调节方法为冷冻法、碳化法和混酸法[3]。冷冻法通过降温使钙离子以硝酸钙的形式析出，除钙率可达到85%[4]，但该法对原料要求及能耗较高，工艺流程较长[5]。碳化法为酸解液中通入二氧化碳和氨水，将钙磷转化为磷酸二钙、碳酸钙和硝酸铵产品，但这些产品的水溶率较低，磷退化现象严重[6]。混酸法指采用2 种酸分解磷矿，另一种酸为磷酸或硫酸（硫酸盐），采用磷酸可以增加酸解液中磷的质量分数，采用硫酸可使钙离子以硫酸钙沉淀过滤去除，从而减小钙磷质量比[7]。而硝酸-磷酸法需要额外的磷酸来源，硝酸-硫酸法仍会产生磷石膏，不适合大规模地采用。

磷酸二氢钙(monocalcium phosphate，MCP)是一种白色三斜晶体，是磷酸钙盐中生物学效价最好的品种[8]，在农业[9-10]、畜牧业[11]、水产养殖业[12-13]及医疗行业[14]都有较好的应用。目前，MCP 的生产方法主要有结晶法和混合法[15]。结晶法以湿法磷酸为原料，加入碳酸钙反应生成MCP 料浆，最后干燥即可得到微粒状产品。混合法通常采用热法磷酸或净化后的湿法磷酸为原料，加入磷酸氢钙(dicalcium phosphate，DCP)、过磷酸钙或碳酸钙，最后经过粉碎、陈化、气流干燥得到产品，该法对原料要求较高。……