浅析我国饲料级磷酸氢钙的生产制造

梁建伟（广东温氏饲料采购中心，广东 云浮 527400）

浅析我国饲料级磷酸氢钙的生产制造

梁建伟（广东温氏饲料采购中心，广东 云浮 527400）

饲料级磷酸氢钙工艺在实际应用上，磷收率相对较高，并且矿石含量要求相对较为低下，能源消耗低，进而具有良好发展前景。现阶段，磷酸氢钙工艺在应用上，对于有关机械设备腐蚀性能要求较为严苛，部分磷矿因杂质含量不同，所萃取出的磷酸在沉淀过滤过程中难度相对较高，在沉淀处理方面需要进一步提升。本文在对我国饲料磷酸氢钙生产工艺分析研究上，对生产方法进行了解，进而对饲料磷酸氢钙发展前景进行了解，希望能够对饲料磷酸氢钙生产工艺有着更加深入分析。

饲料磷酸氢钙；生产现状；发展前景

饲料级磷酸氢钙作为一种常见饲料矿物质添加剂，磷元素与钙元素含量最高，其中磷元素及钙元素比值与动物骨骼磷钙含量较为相似，非常容易被动物消化吸收，合理的添加能完全满足动物的生长需要；在配合饲料内应用，肉及奶等产量都可以得到显著提升，具有良好经济效益及社会效益，在饲料内应用已经得到了世界各国的认可。

1 饲料磷酸氢钙概况

1.1 饲料磷酸氢钙性质

饲料级磷酸氢钙也别称之为磷酸二钙，分子式CaHPO4·2H2O,相对分子量为172.09，呈松散白色粉末晶体，呈中性偏弱碱性，溶于稀酸，无法溶解于乙醇溶液,微溶于水，吸湿性小，灼烧失重25-26%，堆密度800-1100kg/m3，没有任何味道，在空气中相对稳定。磷酸氢钙对于温度变化十分灵敏，加热至900C左右逐渐失去结晶水，一旦加热到109℃之后，会失去一个结晶水，外部温度超过120℃结晶水会全部失去，进而形成无水磷酸氢钙。无水磷酸氢钙属于三晶体，外部温度上升到400℃之后，磷酸氢钙就会转变为焦磷酸钙。

纯磷酸氢钙中钙含量为41%，与动物骨骼组成内容十分相似，非常容易被动物消化吸收，并且参与到动物新陈代谢内，构建动物所需要的维生素及酶，可以有效提升动物骨骼磷钙含量，属于目前使用最为广泛饲料磷酸钙盐添加剂。

1.2 磷酸氢钙鉴别方法

1.2.1物理鉴别方法

磷酸氢钙属于白色粉末，并且质地相对疏松及均匀。磷酸三钙颜色相对较深，其中杂质含量较高，固体颗粒大小存在较大差别。磷酸氢钙对于温度变化较为灵敏，一旦外部环境温度较高，磷酸氢钙非常容易分解，磷酸三钙具有良好热稳定性，进而磷酸三钙与磷酸氢钙可以在高温状态下灼烧，磷酸三钙含量基本上保持固定不变，磷酸氢钙含量显著减少，含量大约减少30%左右。

1.2.2化学鉴别方法

饲料磷酸氢钙在化学鉴别上，首先取少量磷酸氢钙样本，与硝酸银溶液混合，磷酸三钙并不会与硝酸银溶液发生化学反应，磷酸氢钙与硝酸银溶液反应会出现少量浅黄色沉淀；在取一定数量试样添加到醋酸溶液内，并且在添加一定数量酒石酸，反应溶液处于70℃烤箱内烘烤，溶液在烘烤几分钟之后，化学反应溶液才会出现溶液；磷酸氢钙溶液在与硝酸银溶液发生化学反应内，很短时间内就会出现黄色沉淀。由于磷酸氢钙属于弱碱性物质，进而非常容易溶解到硝酸或者是盐酸等酸性溶液内，磷酸三钙并不会溶液到酸性溶液内，这样可以取少量稀盐酸溶液，一旦试样快速溶解到稀盐酸溶液内，并且溶液颜色清亮，该物质为磷酸氢钙。要是试样没有溶解到稀盐酸溶液内，溶液出现浑浊情况，该物质为磷酸三钙。与此之外，在对磷酸氢钙鉴别内，还可以通过鉴别试样内磷元素及钙元素比例形式，对试样类别鉴定，磷酸氢钙内磷元素含量大约为15%，钙元素含量大约为22%，磷酸三钙内磷元素含量大约为18%，钙元素含量大约为28%。

1.3 饲料磷酸氢钙生产现状

动物在成长发育过程中，需要磷元素及钙元素作为补偿。早在19世纪，研究人员就已经开始将提取之后的磷酸钙盐作为一种添加剂，添加到动物饲料内，进而促进动物生长，满足动物生长过程中对于磷元素及钙元素的需求。在上世纪50年代之后，世界各国开始大量借助磷矿为原料，生产磷酸钙盐，取代传统饲料添加动物骨粉方式，借助磷酸钙盐提升动物体内磷元素及钙元素，进而带动养殖业进一步发展建设。

现阶段，我国饲料磷酸钙盐在生产及销售上，主要以磷酸氢钙为主，只有少量生产磷酸一二钙及磷酸一钙。按照我国磷酸钙盐市场发展趋势来说，磷酸一钙及磷酸一二钙需求数量显著增加，有要替代磷酸钙盐趋势，而磷酸氢钙依旧是饲料磷酸盐主要成分。由图一可知，在2007年我国饲料磷酸氢钙产量仅仅为250万吨，到2014年我国饲料磷酸氢钙产量已经超过300万吨，2016年达340万吨，这段时期，我国的养殖业发展迅速。但随着近年来环保的压力，部分小型的厂家受环保的影响以及养殖利润的收窄，小型厂家将会被迫停产。后期磷酸氢钙有可能被磷酸一二钙所代替，从环保以及吸收利用的角度来看。

图一：我国饲料磷酸氢钙年产量

2 饲料磷酸氢钙生产方法

饲料磷酸氢钙生产上，具有多种生产方法，主要可以划分为两种类别，分别为回收法及矿物加工法。其中副产回收法在生产饲料磷酸氢钙上，主要通过骨粉法生产加工完成，骨胶厂借助盐酸形式，将骨胶内的油脂去掉，然后在借助石灰乳中和处理，由于存在动物疾病传染及高温天气易变质，这种生产方法在应用上有一定局限性；矿物加工法在应用上，首先是将磷矿石磨成矿浆或矿粉，与浓硫酸反应，萃取出粗磷酸，磷酸进行脱氟、脱砷等工段的净化后形成精磷酸；对精磷酸进行沉淀、结晶、离心、干燥后得到饲料磷酸氢钙。

按照磷酸生产净化工艺的不同分为两种，分别为热法和湿法。其中热法在磷酸加工中，借助电炉对磷矿进行还原处理，通过水解加工及氧化形式，将磷酸加工处理为磷酸盐；湿法主要是硫酸与磷矿反应，得到磷酸，对稀磷酸进行净化中和。

2.1 磷酸性质

磷酸全称为正磷酸，化学分子式为：H3PO4，属于现阶段应用十分含氧无机酸。纯磷酸化学密度为1.8，属于三元中强酸，因此具有酸性物质相同性质。

磷酸及磷酸盐溶液内，磷酸根采取离子方式存在与溶液内。一旦酸性溶液酸性为4.5，磷酸根所存在的离子为PO4-，溶液要是属于碱性溶液，磷酸根以HPO42-形式存在。

只有部分磷酸氢钙企业在骨胶熬制中通过盐酸进行分解处理，然后在中和溶液方式获取饲料磷酸氢钙，大部分都借助湿法工艺与热法工艺生产饲料磷酸氢钙。热法在应用中，主要通过燃烧黄磷形式，将黄磷转变为五氧化二磷，湿法在应用中，通过磷矿与盐酸发生化学反应，进而制造磷酸，但是这种方式所制造的磷酸内杂质较多。

2.1.1热法工艺

热法工艺表示在石英存在情况之下，磷矿石放置到电炉内，通过焦炭还原形式，生产单质磷元素，进而呈现气态浸出，在空气环境之下形成五氧化二磷，借助水溶液浸取磷酸。热法工艺生产流程属于强吸热化学反应，基本上都是在1000℃环境之下发生，在这种化学反应环境之下，磷元素会以气体状态浸出。

热法磷酸在生产加工过程中，所涉及到的物质相对较少，进而杂质相对较低。因此，热法工艺在饲料磷酸氢钙生产内应用，磷酸氢钙产品质量较高，特别是重金属含量较低。在上世纪90年代之前，热法磷酸是加工磷酸主要工艺。而热法磷酸在加工生产整个流程中，电能消耗数量相对较高，同时在生产加工上会产生有毒气体与粉尘，对于生态环境造成严重影响。由于世界能源短缺情况逾加严重，湿法工艺越加完善成熟，热法工艺开始逐渐消失到磷酸氢钙生产，现在热法工艺已经逐渐退出磷酸氢钙生产。

2.1.2湿法工艺

湿法工艺在磷酸氢钙中应用，主要通过硫酸与磷矿石反应，通过过滤及分离形式，生产粗磷酸，然后在经过净化工艺形成产生纯磷酸。湿法工艺与热法工艺相比较，湿法工艺生产成本大约降低了30%，磷酸氢钙纯度所存在的差别并不显著，所以磷酸氢钙开始逐渐应用湿法工艺生产。现阶段，世界在对磷酸氢钙生产中，主要通过湿法工艺加工。按照无机酸类别，湿法工艺主要可以分为三种类别，分别为盐酸法、硫酸法及硝酸法。

（1）盐酸法

盐酸与磷矿在发生化学反应内，会产生磷酸溶液及氯化钙，所产生的杂质通过分离方式处理。在化学反应内，还会产生一定数量氟化硅，通过气态形成溢出，部分氟硅酸还会溶解到盐酸溶液内。在化学反应内所产生的氯化磷酸二氢钙晶体颗粒相对较小，为了能够方便将氯化钙溶液过滤，因此盐酸应用数量应该适当增加一些。通过盐酸对磷矿体系分离，出来无法溶解到酸溶液内，其他物质都可以溶解到酸溶液。所以，在对粗磷酸分离处理内，最为关键内容为酸盐法湿法工艺。

（2）硫酸法

硫酸在对磷矿发生化学反应内，进而生成磷酸。磷酸在发生化学反应内，所生产的caso4，并且以水合物形式存在。硫酸钙晶体形状存在差别，生产条件之间也存在显著差别，进而针对性生产工艺也存在差别。工业生产要求，硫酸法湿法磷酸工艺生产内，硫酸钙水合物晶体形式存在显著差别，主要可以分为三个流程，分别为无水流程、半水流程及二水流程。但是硫酸法在应用中，需要产生大量的磷石膏，非常容易造成环境污染，增加磷酸氢钙生产成本。

（3）硝酸法

现阶段，国内外研究人员对于硝酸法研究文献相对较少，有关文献报道数量较少。最早是由荷兰研究人员通过磷酸分解实验内发现，磷酸生产质量大约为40%，实验反应温度控制在80℃左右，化学反应速度主要受到钙离子转移影响。硝酸法在生产磷酸氢钙内，并不需要添加辅助剂，进而所产生的饲料磷酸氢钙可以符合有关标准，但是硝酸法在饲料磷酸氢钙内生产前景并不明朗。

3 我国饲料磷酸氢钙生产现状及问题

3.1 生产规模较小，技术水平滞后

伴随着我国对饲料磷酸氢钙需求量不断增加情况下，我国磷酸氢钙生产企业所具有的设备相对简单，技术水平滞后，资金投入比例较低，人才短缺问题越加突出，这些问题也开始越加显著，造成磷酸氢钙产量无法满足市场需求。

3.2 缺乏管理经验，质量令人担忧

在我国饲料磷酸氢钙生产企业内，大部分都属于私营企业，进而缺少十分严苛生产管理标准，接受过专业化工生产管理方面教育人才数量十分有限，饲料磷酸氢钙产品加工质量稳定性得不到保证。

4 我国饲料磷酸氢钙生产意见

首先，我国饲料磷酸生产在今后发展中，有关化工部门需要构建饲料磷酸氢钙组织协会，进而对饲料磷酸氢钙行业发展进行规划，保证磷酸氢钙发展具有专门指导；其次，饲料磷酸氢钙组织协会需要对不同工艺流程进行整合，推动饲料磷酸氢钙规模化生产，提升饲料磷酸氢钙行业经济规模，提升磷酸氢钙技术含量，构建磷酸氢钙样板工程，显著提升我国饲料磷酸氢钙生产工艺技术水平，缩短我国饲料磷酸氢钙与发达国家之间的差距。

5 结语

饲料磷酸氢钙生产，由于湿法在应用中具有良好效果，进而需要增加对湿法饲料磷酸氢钙研究，增加硫酸及磷矿消耗数量，有效降低磷酸氢钙生产经济成本。正式由于磷酸氢钙在饲料内应用，可以有效满足动物对于磷元素及钙元素需求，容易被动物消化吸收，具有良好发展前景。但是由于我国磷酸氢钙在生产中还存在一定问题，进而在今后发展建设中磷酸氢钙还需要进一步完善，规范磷酸氢钙发展规划，推动我国饲料磷酸氢钙进一步发展。