第四节　全球饲料磷酸盐主要生产技术

饲料磷酸盐尽管品种较多，其归纳起来有：含磷（P）在21%～23%为磷酸一钙，北美习惯称之为MCP；而欧洲则细分为含磷高的为MCP，反之则为MDCP。含磷（P）在18%～20%为磷酸二钙，谓之DCP。磷酸三钙，含磷（P）在18%，北美叫做DFP（脱氟磷酸钙），日本、韩国叫做TCP（磷酸三钙）。其次还有磷酸一铵（MAP）等。其工艺生产有硫酸法和盐酸法两种，其中硫酸法是先用硫酸和磷矿生产湿法磷酸，再将湿法磷酸进行脱氟。脱氟方式有两种：一是浓缩脱氟，以四氟化硅气体形式赶走酸中的氟；二是沉淀脱氟，以氟化物沉淀形式分离酸中的氟。硫酸法生产要占总量的90%。盐酸法仅占10%，仅能以沉淀脱氟。原欧洲的Tessenderlo集团因采用曼海姆法生产硫酸钾，副产盐酸用于55万吨磷酸盐生产。

一、湿法磷酸生产工艺

图2-2为欧美较为完善的湿法稀磷酸生产与浓缩磷酸及磷化工生产系统分级利用概念流程。磨细的磷矿原料矿浆与硫酸在反应萃取槽中反应生成石膏和磷酸，经过真空过滤机过滤分离石膏，得到P₂O₅含量30%左右的稀磷酸；稀磷酸经过一级浓缩到40% P₂O₅浓度后进行澄清，澄清稠厚的酸浆用于生产粒状重过磷酸钙（GTSP）；澄清的清液磷酸经二级浓缩到48% P₂O₅浓度，再经三级浓缩到52% P₂O₅浓度后，分别用于加工肥料磷酸二铵（DAP）、粒状磷酸一铵（GMAP）和饲料磷酸盐（AFI）；或用于进一步澄清，澄清磷酸作为商品酸出售或加工成过磷酸出售，澄清稠浆用于粉状磷酸一铵（MAP）生产。

二、饲料磷酸盐生产的浓磷酸浓缩脱氟工艺

（一）浓缩磷酸气体脱氟工艺

按图2-2浓缩后的磷酸必须进行脱氟才能用于饲料磷酸盐的生产。采用四氟化硅气体的形式将酸中的氟化物赶走。其流程见图2-3，因磷酸中的杂质差异，有时需要鼓入空气进行气体交换，甚至脱氟后仍无法达到饲料磷酸标准，对国内专业生产饲料磷酸盐是比较困难的。

（二）浓缩磷酸气体脱氟消耗指标

浓缩磷酸气体脱氟消耗指标见表2-15。

（三）浓缩磷酸浓缩脱氟与生产饲料磷酸盐工艺流程

如图2-4所示，将浓缩到52% P₂O₅浓度的磷酸，加入二氧化硅送入浓缩脱氟蒸发器进行脱氟，脱氟后的磷酸送入反应进料器加水稀释至38% P₂O₅浓度，与磨细的碳酸钙粉和返料在捏合造粒反应机中进行捏合造粒反应，反应后的物料加入转筒干燥机中干燥，干燥后经过筛进入冷却机冷却后入库，生产饲料MCP和DCP两个品种，根据配入的碳酸钙粉量与返料调节的生产。若生产饲料磷酸一铵，则捏合造粒剂机改为喷浆造粒剂。

（四）饲料MCP/DCP消耗指标

生产MCP/DCP消耗指标见表2-16。

有时经过脱氟的磷酸在生产MCP/DCP时还需要深度脱氟，现在欧美大多采用较好质量的过磷酸。

三、饲料磷酸盐生产稀磷酸沉淀脱氟工艺

（一）沉淀脱氟法生产饲料磷酸氢钙工艺

通常的沉淀脱氟生产饲料磷酸盐是将湿法稀磷酸（20%～30%P₂O₅）不经过浓缩，主要是杂质含量高，无法浓缩的磷酸加入沉淀化合物，使磷酸中的氟及其他杂质沉淀并分离；再用石灰中和得到饲料磷酸盐。除欧洲的盐酸法生产外，此法是我国最最常用方法。巴西一些小厂也有使用此法的。其工艺流程见图2-5，稀磷酸经过配置后，加入石灰石粉或石灰乳进行沉淀脱氟，脱氟后的料浆经过压滤机或离心机分离含氟固体，滤饼进行干燥得到肥料级磷酸氢钙（俗称白肥），液体在进入中和沉淀槽沉淀磷酸氢钙，进入离心机进行脱水分离，滤饼经过气流或转筒干燥即为成品入库。

（二）稀磷酸沉淀脱氟生产DCP消耗指标

稀磷酸沉淀脱氟生产DCP消耗指标见表2-17。

四、脱氟磷酸钙（DFP或TCP）的生产

（一）脱氟磷酸钙（DFP）生产流程

如图2-6所示，将磷矿粉经过烘干后配入纯碱，喷入45%P₂O₅浓度的磷酸在捏合机内进行造粒，再送入回转煅烧窑内进行高温脱氟，从转窑出来的物料经过冷却、破碎、筛分入库。

（二）脱氟磷酸钙生产消耗指标

脱氟磷酸钙生产消耗指标见表2-18。

五、盐酸分解磷矿生产饲料磷酸氢钙工艺

（一）生产工艺流程

用盐酸分解磷矿石，得到磷酸与氯化钙的溶液，经过化学沉淀脱氟，再与石灰乳中和反应，得到饲料级磷酸氢钙。生产流程如图2-7所示，经磨细到40～80目的磷矿粉（或磷矿浆）与15%～25%浓度的盐酸经计量后，连续加入装有搅拌器的分解反应槽中进行反应，反应时间0.5～1.5h，反应完后加水稀释，立即用7%～10% CaO灰乳进行沉淀脱氟，调整pH在1.4～2.5范围（不同产地磷矿，其pH值不一样），控制溶液中的P₂O₅/F比大于250，加入浓度0.01% 聚丙烯酰胺絮凝剂，至料浆出现矾花；然后，将料浆转入沉降槽，进行沉降分离，沉淀物经过漂洗分离，送去作其他用途。清液进入二段中和槽，继续用7%～8%CaO石灰乳进行中和反应至pH值4～5左右，使P尽量沉淀完全，即得饲料级磷酸氢钙。pH值低于4时将使P沉淀不完全，造成磷损失增加，pH值过高易使磷酸氢钙结晶变坏，造成分离强度降低，产品色泽变黄。在增稠器内沉降0.5～1h后，即可离心分离、洗涤，再经气流干燥、过筛，即得成品饲料级磷酸氢钙。所得母液用石灰乳调至pH值8～9，以全部沉淀出P，溶液再经浓缩、结晶、干燥而得副产品氯化钙。

（二）主要原料消耗

盐酸法主要原料消耗见表2-19。