饲料磷酸盐的主要品种是磷酸二钙,其次是脱氟磷酸钙。经过十多年的发展和技术改进,饲料磷酸氢钙的工业化生产已基本成熟。作为饲料磷酸盐,脱氟钙受到原料、技术和应用研发滞后等诸多因素的影响。,并没有形成大规模的工业化生产。前苏联脱氟磷酸钙生产规模最大,单台设备达到5万吨/年,主体设备回转窑达到100m m,生产技术相当成熟。云南省磷矿资源丰富,但饲料级脱氟磷酸钙的开发尚未实现真正的工业化生产。为了解决这一问题,我们对云南磷矿进行了选矿调查,基本确定了适合生产饲料级脱氟磷酸三钙的矿物,并进行了工艺配方和控制条件的试验研究。所得产品符合当前国际市场的产品质量要求。
1低重金属磷矿原料的选择
磷矿高温烧结生产饲料级脱氟磷酸三钙的工艺,生产的主要原料是磷矿。在高温烧结脱氟过程中,有害元素砷可以脱除,但铅、镉等重金属难以脱除并全部进入产品,严重影响产品质量。为此,我们在云南省滇池和抚仙湖的昆阳、海口、晋宁、安宁、江川、澄江等主要磷矿产区进行了实地调查,采集了60多个样品。通过分析矿样的主含量和杂质含量,发现部分矿区的磷矿反应活性高,重金属含量低,可以满足生产饲料磷酸三钙的要求。本实验选取两种重金属含量较低的磷矿进行工艺配方条件研究,并将采集的贵州、四川、湖北磷矿与我省磷矿进行对比。
2产品参考质量标准
磷酸三钙产品质量标准和产品分析方法的确定是工艺试验的基础。目前国内还没有国家或行业标准。在工艺评价试验前,我们对国内外饲料级脱氟磷酸钙产品进行了广泛的资料调查和收集,重点研究了俄罗斯和日本饲料级脱氟磷酸钙产品的质量标准和分析方法。俄罗斯和日本的标准给出了完整的产品质量控制指标,但俄罗斯和日本的部分项目分析方法不够科学和先进,实际操作复杂,分析误差较大。为此,我们进行了大量的分析方法试验和验证,充分考虑了国际市场对产品质量的要求,特别是对杂质的严格要求,最终制定了Q/yyy 01-mdash;2003饲料级磷酸三钙企业标准。本试验采用本标准作为试样的分析标准(见表1)。
3过程评价的测试内容
3.1试验中使用的原材料
本次评价选用的磷矿粉为云南低重金属磷矿,编号为K-A和K-B样品。其化学成分如表2所示:
3.2磷矿石软化点的测定温度是烧结反应的重要条件之一,原矿的软化点和熔点是确定磷矿烧结脱氟反应温度的依据,也是选择生产工艺条件的重要参数。不同的矿物质、添加剂和用量对材料的软化点和熔点有不同的影响。评价用HR-3C灰分熔点测定仪测定了几种磷矿及不同配方混合物料的软化点和熔点。根据测量结果,可以在实验中调整反应温度。
根据表3的测试结果,磷矿原矿的软化点和熔点普遍高于1 500℃。在磷矿中加入磷酸或脱氟剂会引起磷矿软化点和熔点的变化,磷矿的流动温度(熔点)和软化温度会随着磷酸加入量的增加而降低。磷矿的软化温度因产地、化学成分、杂质含量、配方不同而不同,最高降幅超过100℃。因此,在工艺生产中应充分考虑配方变化对矿样软化点和熔点的影响,及时调整工艺控制参数。