CN104528678A

CN104528678A - 一种利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法

Info

Publication number: CN104528678A
Application number: CN201410845236.5A
Authority: CN
Inventors: 吴晓华; 沈中政; 兰昊天
Original assignee: YAAN MEIHAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YAAN MEIHAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-04-22

Abstract

一种利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于将磷酸浓度为3~10wt%的工业废酸液缓慢滴加至氢氧化钙乳液中，中和反应至PH值6.3—6.7，反应后的浆料经过滤泥脱水即获得高纯度羟基磷灰石，氢氧化钙乳液是这样获得的，采用细度不小于1000目、含量96 wt %以上的氢氧化钙，用纯水将氢氧化钙粉体调至浓度为3~5 wt %乳液，将氢氧化钙乳液导入球磨机中，研磨至粒径为D50=0.5~1.2μm，即获得氢氧化钙乳液。本发明与已有技术相比，具有利用工业废磷酸生产高纯度羟基磷灰石、能有效减少环境污染的优点。

Description

一种利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法

技术领域：

本发明涉及一种羟基磷灰石的生产方法。

背景技术：

目前生产羟基磷灰石大都采用工业磷酸（浓度85%），经稀释至浓度为15~20%的磷酸溶液与氢氧化钙溶液，通过共沉淀法生成羟基磷灰石，这种方法，生产成本较高。

而另一方面，一些生产企业会排出含有一定浓度磷酸和微量金属离子的废酸，这些废酸没有得到合理的利用，还造成了一定强度的环境污染。

发明内容：

针对上述情况，本发明的目的是提供一种利用工业废磷酸生产高纯度羟基磷灰石的生产方法及其生产装置。

本发明是这样实现的，将磷酸浓度为3~10wt%的工业废酸液缓慢滴加至氢氧化钙乳液中，中和反应至PH值6.3—6.7，反应后的浆料经过滤泥脱水即获得高纯度羟基磷灰石，氢氧化钙乳液是这样获得的，采用细度不小于1000目、含量96 wt %以上的氢氧化钙，用纯水将氢氧化钙粉体调至浓度为3~5 wt %乳液，将氢氧化钙乳液导入球磨机中，研磨至粒径为D50=0.5~1.2μm，即获得氢氧化钙乳液。

这里，反应后的浆料经陈化、除铁，以进一步提升羟基磷灰石制品纯度。

陈化时，向反应物浆料中加入氨水，PH值调到8.5~9%之间，静止、陈化12-48小时，目的是促使未完全反应的中间产物CaHPO₄、Ca(PO₄)₂向羟基磷灰石方向转化，从而提高最终产物羟基磷灰石纯度。

这里，氧化钙乳液研磨前，过400目振动筛除铁，目的是除去氢氧化钙中存在的铁、硅、死烧钙以及未分解的碳酸钙杂质，进一步提高氢氧化钙的纯度。

为了保证氢氧化钙与工业废酸液充分接触，中和反应过程中对反应液进行超声波振动。

这里，氢氧化钙乳液中添加有表面活性剂，以便氢氧化钙充分分散进乳液中。

为了使中和反应迅速、完全，工业废酸液滴加速度在1.5~2.5m³/小时。

由于已知工业废磷酸浓度较低，在3~10%之间，则反应过程中对氢氧化钙乳液的反应活性相应要求较高，如何提高氢氧化钙乳液反应活性是本发明要解决的问题之一，采用本发明的方法制造氢氧化钙乳液，随着氢氧化钙粒径越小反应活性越高。经过以上步骤处理过的氢氧化钙乳液反应活性大大提高，氢氧化钙乳液纯度也有相应提高，从而有利于反应向羟基磷灰石方向生成，提高羟基磷灰石产物的纯度。磷酸是中强酸，其水溶液中存在三级电离平衡，即

H₃PO₄H⁺+H₂PO₄ ^-

H₂PO₄ ^-H⁺+HPO₄ ^2-

HPO₄ ^2- PO₄ ³⁺+H⁺

因此在与氢氧化钙乳液反应过程中存在多种中间产物，如Ca(H₂PO₄)_2、CaHPO₄、Ca₃(PO₄)₂等，虽然最终趋势是转变为羟基磷灰石〔3Ca₃(PO₄)₂·Ca(OH)₂〕，但反应过程相对缓慢，因此控制废磷酸液的滴加速度又是一个重要环节。采用本发明的滴加速度，反应物中羟基磷灰石比例比较高，可以提高最终产物的纯度。

反应最终产物羟基磷灰石在水中属于胶体性质，极易附着包裹在氢氧化钙表面，阻碍反应的进一步进行，从而影响了羟基磷灰石产物的纯度。针对这一生产中出现的问题，采用本发明的超声波振动，强制分散的办法，配合表面活性剂的加入，就能解决羟基磷灰石胶体的包裹问题，促进生成反应进一步进行，提高羟基磷灰石产物纯度。

经过陈化的反应浆料经过滤泥脱水、烘干，所得产物经过高温煅烧可制得高档陶瓷原料。经过滤泥脱水的产物经过二次化浆，在反应釜中加入改进剂、表面活性剂等，经过表面活化处理后，再滤泥、烘干、气流粉碎至5μm以内，可以制成塑料行业用的分散剂活性磷酸钙（TCP），从而有力促进了再生资源的循环再利用，有效地减少了环境污染。

本发明与已有技术相比，具有利用工业废磷酸生产高纯度羟基磷灰石、能有效减少环境污染的优点。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：

如图所示，将磷酸浓度为3~10wt%的工业废酸液缓慢滴加至反应池内的氢氧化钙乳液中，通过PH值控制使中和反应至PH值6.3—6.7，反应后的浆料经过陈化、滤泥脱水、烘干、煅烧即获得陶瓷原料成品；或者滤泥脱水得高纯度羟基磷灰石后，经过二次化浆，在反应釜中加入改进剂、表面活性剂等行业里常用的助剂，经过表面活化处理后，再滤泥、烘干、气流粉碎至5μm以内，可以制成塑料行业用的分散剂活性磷酸钙（TCP），氢氧化钙乳液是这样获得的，采用细度不小于1000目、含量96 wt %以上的氢氧化钙，用纯水将氢氧化钙粉体调至浓度为3~5 wt %乳液，将氢氧化钙乳液导入球磨机中，研磨至粒径为D50=0.5~1.2μm，即获得氢氧化钙乳液，经粒度检测后进入反应池。

这里，氢氧化钙乳液中添加有十二烷基硫酸钠表面活性剂，以便氢氧化钙充分分散进乳液中。

Claims

1. 一种利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于将磷酸浓度为3~10wt%的工业废酸液缓慢滴加至氢氧化钙乳液中，中和反应至PH值6.3—6.7，反应后的浆料经过滤泥脱水即获得高纯度羟基磷灰石，氢氧化钙乳液是这样获得的，采用细度不小于1000目、含量96 wt %以上的氢氧化钙，用纯水将氢氧化钙粉体调至浓度为3~5 wt %乳液，将氢氧化钙乳液导入球磨机中，研磨至粒径为D50=0.5~1.2μm，即获得氢氧化钙乳液。

2. 根据权利要求1所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于反应后的浆料经陈化、除铁。

3. 根据权利要求2所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于陈化时，向反应物浆料中加入氨水，PH值调到8.5~9%之间，静止、陈化12-48小时。

4. 根据权利要求1或2或3所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于氧化钙乳液研磨前，过400目振动筛除铁。

5. 根据权利要求1或2或3所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于中和反应过程中对反应液进行超声波振动。

6. 根据权利要求4所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于中和反应过程中对反应液进行超声波振动。

7. 根据权利要求6所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于氢氧化钙乳液中添加有十二烷基硫酸钠表面活性剂。

8. 根据权利要求1或2或3或6或7所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于工业废酸液滴加速度在1.5~2.5m³/小时。

9. 根据权利要求1或2或3或6或7所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于高纯度羟基磷灰石经烘干，然后经过高温煅烧可制得高档陶瓷原料；或者高纯度羟基磷灰石经过二次化浆，在反应釜中加入改进剂、表面活性剂，经过表面活化处理后，再滤泥、烘干、气流粉碎至5μm以内，可以制成塑料行业用的分散剂活性磷酸钙。

10. 根据权利要求8所述的利用废磷酸生产羟基磷灰石的方法，其特征在于高纯度羟基磷灰石经烘干，然后经过高温煅烧可制得高档陶瓷原料；或者高纯度羟基磷灰石经过二次化浆，在反应釜中加入改进剂、表面活性剂，经过表面活化处理后，再滤泥、烘干、气流粉碎至5μm以内，可以制成塑料行业用的分散剂活性磷酸钙。