第四節　全球飼料磷酸鹽主要生產技術

飼料磷酸鹽盡管品種較多，其歸納起來有：含磷（P）在21%～23%為磷酸一鈣，北美習慣稱之為MCP；而歐洲則細分為含磷高的為MCP，反之則為MDCP。含磷（P）在18%～20%為磷酸二鈣，謂之DCP。磷酸三鈣，含磷（P）在18%，北美叫做DFP（脫氟磷酸鈣），日本、韓國叫做TCP（磷酸三鈣）。其次還有磷酸一銨（MAP）等。其工藝生產有硫酸法和鹽酸法兩種，其中硫酸法是先用硫酸和磷礦生產濕法磷酸，再將濕法磷酸進行脫氟。脫氟方式有兩種：一是濃縮脫氟，以四氟化硅氣體形式趕走酸中的氟；二是沉淀脫氟，以氟化物沉淀形式分離酸中的氟。硫酸法生產要占總量的90%。鹽酸法僅占10%，僅能以沉淀脫氟。原歐洲的Tessenderlo集團因采用曼海姆法生產硫酸鉀，副產鹽酸用于55萬噸磷酸鹽生產。

一、濕法磷酸生產工藝

圖2-2為歐美較為完善的濕法稀磷酸生產與濃縮磷酸及磷化工生產系統分級利用概念流程。磨細的磷礦原料礦漿與硫酸在反應萃取槽中反應生成石膏和磷酸，經過真空過濾機過濾分離石膏，得到P₂O₅含量30%左右的稀磷酸；稀磷酸經過一級濃縮到40% P₂O₅濃度后進行澄清，澄清稠厚的酸漿用于生產粒狀重過磷酸鈣（GTSP）；澄清的清液磷酸經二級濃縮到48% P₂O₅濃度，再經三級濃縮到52% P₂O₅濃度后，分別用于加工肥料磷酸二銨（DAP）、粒狀磷酸一銨（GMAP）和飼料磷酸鹽（AFI）；或用于進一步澄清，澄清磷酸作為商品酸出售或加工成過磷酸出售，澄清稠漿用于粉狀磷酸一銨（MAP）生產。

二、飼料磷酸鹽生產的濃磷酸濃縮脫氟工藝

（一）濃縮磷酸氣體脫氟工藝

按圖2-2濃縮后的磷酸必須進行脫氟才能用于飼料磷酸鹽的生產。采用四氟化硅氣體的形式將酸中的氟化物趕走。其流程見圖2-3，因磷酸中的雜質差異，有時需要鼓入空氣進行氣體交換，甚至脫氟后仍無法達到飼料磷酸標準，對國內專業生產飼料磷酸鹽是比較困難的。

（二）濃縮磷酸氣體脫氟消耗指標

濃縮磷酸氣體脫氟消耗指標見表2-15。

（三）濃縮磷酸濃縮脫氟與生產飼料磷酸鹽工藝流程

如圖2-4所示，將濃縮到52% P₂O₅濃度的磷酸，加入二氧化硅送入濃縮脫氟蒸發器進行脫氟，脫氟后的磷酸送入反應進料器加水稀釋至38% P₂O₅濃度，與磨細的碳酸鈣粉和返料在捏合造粒反應機中進行捏合造粒反應，反應后的物料加入轉筒干燥機中干燥，干燥后經過篩進入冷卻機冷卻后入庫，生產飼料MCP和DCP兩個品種，根據配入的碳酸鈣粉量與返料調節的生產。若生產飼料磷酸一銨，則捏合造粒劑機改為噴漿造粒劑。

（四）飼料MCP/DCP消耗指標

生產MCP/DCP消耗指標見表2-16。

有時經過脫氟的磷酸在生產MCP/DCP時還需要深度脫氟，現在歐美大多采用較好質量的過磷酸。

三、飼料磷酸鹽生產稀磷酸沉淀脫氟工藝

（一）沉淀脫氟法生產飼料磷酸氫鈣工藝

通常的沉淀脫氟生產飼料磷酸鹽是將濕法稀磷酸（20%～30%P₂O₅）不經過濃縮，主要是雜質含量高，無法濃縮的磷酸加入沉淀化合物，使磷酸中的氟及其他雜質沉淀并分離；再用石灰中和得到飼料磷酸鹽。除歐洲的鹽酸法生產外，此法是我國最最常用方法。巴西一些小廠也有使用此法的。其工藝流程見圖2-5，稀磷酸經過配置后，加入石灰石粉或石灰乳進行沉淀脫氟，脫氟后的料漿經過壓濾機或離心機分離含氟固體，濾餅進行干燥得到肥料級磷酸氫鈣（俗稱白肥），液體在進入中和沉淀槽沉淀磷酸氫鈣，進入離心機進行脫水分離，濾餅經過氣流或轉筒干燥即為成品入庫。

（二）稀磷酸沉淀脫氟生產DCP消耗指標

稀磷酸沉淀脫氟生產DCP消耗指標見表2-17。

四、脫氟磷酸鈣（DFP或TCP）的生產

（一）脫氟磷酸鈣（DFP）生產流程

如圖2-6所示，將磷礦粉經過烘干后配入純堿，噴入45%P₂O₅濃度的磷酸在捏合機內進行造粒，再送入回轉煅燒窯內進行高溫脫氟，從轉窯出來的物料經過冷卻、破碎、篩分入庫。

（二）脫氟磷酸鈣生產消耗指標

脫氟磷酸鈣生產消耗指標見表2-18。

五、鹽酸分解磷礦生產飼料磷酸氫鈣工藝

（一）生產工藝流程

用鹽酸分解磷礦石，得到磷酸與氯化鈣的溶液，經過化學沉淀脫氟，再與石灰乳中和反應，得到飼料級磷酸氫鈣。生產流程如圖2-7所示，經磨細到40～80目的磷礦粉（或磷礦漿）與15%～25%濃度的鹽酸經計量后，連續加入裝有攪拌器的分解反應槽中進行反應，反應時間0.5～1.5h，反應完后加水稀釋，立即用7%～10% CaO灰乳進行沉淀脫氟，調整pH在1.4～2.5范圍（不同產地磷礦，其pH值不一樣），控制溶液中的P₂O₅/F比大于250，加入濃度0.01% 聚丙烯酰胺絮凝劑，至料漿出現礬花；然后，將料漿轉入沉降槽，進行沉降分離，沉淀物經過漂洗分離，送去作其他用途。清液進入二段中和槽，繼續用7%～8%CaO石灰乳進行中和反應至pH值4～5左右，使P盡量沉淀完全，即得飼料級磷酸氫鈣。pH值低于4時將使P沉淀不完全，造成磷損失增加，pH值過高易使磷酸氫鈣結晶變壞，造成分離強度降低，產品色澤變黃。在增稠器內沉降0.5～1h后，即可離心分離、洗滌，再經氣流干燥、過篩，即得成品飼料級磷酸氫鈣。所得母液用石灰乳調至pH值8～9，以全部沉淀出P，溶液再經濃縮、結晶、干燥而得副產品氯化鈣。

（二）主要原料消耗

鹽酸法主要原料消耗見表2-19。