生产普钙的原料
抖化学 / 2022-12-23
生产普钙的原料：天然磷矿石和硫酸是生产普钙的基本原料，下面分别给予介绍。
一、磷矿
自然界的磷都是以盐类化合物形式存在，含
钙的
磷酸盐的矿物，简称为磷矿。
我国的磷矿资源非常丰富。在旧中国，由于蒋介石反动派的反动统治，不可能被发现和开发，被认为是缺磷的国家。解放后，在毛主席革命路线指引下，磷矿的勘探和开发发展很快。通过放手发动群众找矿与地质部门的普查勘探相结合，短时期内，就在我国西南地区(如云南、贵州、四川等省)发现了数处品质优良的大型磷矿。同时，在全国许多省都发现了很多中型和适于地方开采的小型磷矿，完全证明我国是世界上富跋磷矿资源的国家，为我国磷肥工业迅速发展提供了有利条件。
磷矿按其生成条件可分为两大类型。
磷灰石:这类磷矿石主要是由地壳深处喷出的熔融岩浆冷凝面成。因此他具有良好的结晶，颗粒较粗，容易选矿。山于含杂质与伴生其他矿物，磷灰石有各种不同颜色，如灰白色、灰绿色、紫色等。比重在3.15~3.27之间，硬度为4~5 (按摩氏硬度计)。
天然磷灰石难溶于水，只能溶于强酸。主要成分分子式通常写为Ca5(PO4)3R' (式中R'为F、Cl或OH等) ,其中以氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]存在最多。其次有羟基磷灰石，而氯磷灰石比较少见。我国的海州锦屏磷矿即为磷灰石矿床。
磷块岩:这类磷矿是由几百万年前海洋湖泊中的含磷物质堆积而成。其含磷矿物主娶由极分散的、结晶非常细小的氟磷灰石或与它相似的矿物组成。因其结晶微细，难以选矿，被称为胶磷矿。根据矿层形状不同，磷块岩又可进一步分为结核状、介壳状和层状几类。其中层状磷块岩可以因花岗岩大规模侵入或者由于沉积岩下陷到相当深的部位，而发生“接触变质作用”，即在高温或高压作用下而重新结晶形成含磷灰石的变质磷矿，这类变质磷块岩比较容易选矿。
磷块岩颜色有黄色、白色、褐色与灰白色等。比重为2.8~3.0，硬度按摩氏硬度计为2~ 4，磷块岩常含有结晶水，并且多与含有
碳酸盐的矿共生，故其主要成分的分子式可写成Ca5(PO4)F·nRCO3·m H2O(式中R为Ca或Mg等, n与m表示任意数字)，我国西南与中南地区主要为磷块岩矿床。
此外，在我国南海珊瑚礁岛上，还有由近代生物尸体、粪便堆积所形成的鸟粪磷矿,含磷量较高,可直接开采利用。
二、磷矿中主要成分对产品质量的影响
普钙生产是使磷矿中的不溶性五氧化二磷转变为易被植物吸收的可溶性五氧化二磷，在这一化学变化过程中，磷矿中各种组分也都会发生变化。普钙产品中有效磷含量高低及物化性能的好坏与磷矿中含磷的高低及杂质的多少有着直接关系。
(一)五氧化二磷的含量
磷矿石按其五氧化二磷的百分含量不同可分为高品位矿，中等品位矿及低品位矿三种。一般把五氧化二磷含量在30%以上的称为高品位磷矿”，含量在20~30%为中品位磷矿，含量在20%以下为低品位磷矿。
如果采用的矿中含
五氧化二磷过低，相应地产品中有效磷含量相应较低。同时，需消耗更多的
硫酸来分解杂质，产品的包装、贮存、运输等费用也必然增加。这样，就大大地提高了肥料成本，在经济上是不够合理的。
低品位磷矿能不能用来生产普钙呢?能!
毛主席教导我们:“人民 群众有无限的创造力。他们可以组织起来，向一切可以发挥自己力量的地方和部门进军，向生产的深度和广度进军，替自己创造日益增多的福利事业。”广大工农群众在大办小磷矿、大办小磷肥的群众运动中,创造了很多利用低品位磷矿生产普钙的好方法。例如:东北某矿把采矿、选矿、造肥形成“一条龙”，将含五氧化二磷只有3~ 4 %的低品位磷矿选到了含五氧化二磷为28%。再用来生产普钙。还有一些小普钙厂采取将进厂的低品位矿与高品位磷矿混合使用的措施，使低品位磷矿资源得到充分利川。
(二)
三氧化二铁和三氧化二铝(也称倍半氧化物，以R2O3分子式表示)
含倍半氧化物过高的磷矿消耗硫酸量也多，同时将生成枸溶性的铁、铝磷酸盐，使产品中一部分水溶性P2O5退化为不易被植物吸收的枸溶性或难溶性的P2O5。所以不希望磷矿中含倍半氧化物量过高，一般认为R2O3/P2O5小于8%较好。
(三)二氧化碳
磷矿中二氧化碳以碳酸盐(碳酸钙或碳酸镁)形式存在。用硫酸分解磷矿石时，碳酸盐同时参加反应，所以碳酸盐含量高，硫酸的消耗量也增多。但少量的碳酸盐存在对磷矿分解是有利的，因为碳酸盐与硫酸反应产生大量的热量，使反应温度增高。而且放出的二氧化碳气体与水蒸汽能促进反应的搅拌，使普钙产品具有疏松、多孔的性能。因此磷矿中二氧化碳含量最好低于4.5%。
(四)氧化镁
当硫酸分解磷矿粉时，矿中的氧化馍(MgO)几乎全部形成磷酸镁盐进入反应料浆中，所以含氧化镁量过高的磷矿，不仅要多消耗硫酸，而且将使磷矿粉的分解率降低，成品粘湿，易于吸收水分，降低产品的物理性能。一般希望MgO/P2O5小于5%较好。
(五)二氧化硅
二氧化硅的存在，一般情况是不会消耗硫酸的。但含
二氧化硅较多的磷矿，硬度增大会降低粉碎效率。如果磷矿中有一定的二氧化硅存在，对提高氟的逸出率有好处。根据理论计算，氟消耗二氧化硅的比为4:3，如磷矿中含氟量为3%，二氧化硅的含量为2.5~3%为好。同时，矿石中含少量的二氧化硅也会有助于普钙产品的固化。
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