活性磷酸钙的生产方法及其应用

背景及概述[1]

磷酸钙又称“磷酸三钙”或“正磷酸钙”,存在于磷酸钙石和纤维磷灰石中。白色无定形粉末，无臭无味，溶于酸，微溶于水，不溶于乙醇和丙酮。在空气中稳定，有α和β两种型式。β型磷酸钙在1180℃加热时可形成α型磷酸钙、进而加热到1430℃则得α′型磷酸钙。α型比β型更易溶于柠檬酸中。其用于陶瓷，彩色玻璃，乳白玻璃的制造，医药上用作制酸剂(胃酸过多患者用之)及供骨组织中钙的取代。此外，还用作牙科的粘结剂，塑料稳定剂，磨光剂，糖浆澄清剂，化学肥料，家畜饲料添加剂，制取磷酸和磷的原料等。也用于橡胶及印染行业中。

制备^[3]

一种可连续操作的活性磷酸钙生产方法，其特点是：包括如下生产步骤，

（1）原料的制备：将质量百分比含量大于等于98%的Ca(OH)₂按照0.7～0.8:1的比例加水混合，配置得到浓度为40%～45%的Ca(OH)₂料浆；

（2）反应：采用带搅拌的管式反应器进行连续生产，将上述Ca(OH)₂料浆和浓度为65%的磷酸按质量比为1.8:1的比例连续不间断的加入到管式反应器内部，调节进料流量，使Ca(OH)₂料浆和磷酸在管式反应器内的停留时间控制在15～20分钟之间，同时，控制管式反应器内的反应温度为50℃～60℃，压力为1～2MP，pH为7～8，并在管式反应器内搅拌器搅拌速度为400～600转/分的搅拌下进行中和反应，生成浓度为35%～40%的活性磷酸钙浆料；

（3）喷雾干燥：将上述活性磷酸钙浆料直接送入喷雾干燥器，控制喷雾干燥器的进风温度为120℃～180℃，喷雾干燥器的塔内温度为90℃～150℃，活性磷酸钙浆料与喷雾干燥器内的热风接触，使活性磷酸钙浆料中的水分汽化，从而得到活性磷酸钙结晶，使干燥的活性磷酸钙结晶从喷雾干燥器底部出料，废气中夹带的活性磷酸钙结晶经多级旋风分离器分离后与从喷雾干燥器底部的出料混合进入料仓；

（4）成品包装：料仓内的成品活性磷酸钙，由包装机自动称重、包装。

应用 ^[2]

已知磷酸钙结晶具有生物适应性。磷灰石结晶仅是钙化组织中的一种类型的磷酸钙结晶，已用作骨的基材。通过在金属或用作固体颗粒的生物材料表面生成磷灰石层，也广泛用于提高对组织的生物适应性。迄今，为了利用磷酸钙结晶提高生物适应性，对生成磷酸钙结晶，特别是在钛等之类基材的表面上形成磷灰石层，已经开发出了各种各样的涂覆方法。

CN99811036.1提供了保持钙和磷酸根离子高浓度的磷酸钙过饱和溶液的制备方法，该方法包括步骤：

1)通过将磷酸钙结晶或钙盐和磷酸盐溶解在酸性溶液中，制备钙和磷酸根离子的高浓溶液(步骤1)；

2)在低温下，将步骤1的高浓度的钙和磷酸根离子的酸性溶液与碱性溶液混合(步骤2)；

3)从步骤2制备的溶液中排除可以用作结晶成核作用和生长的核 的非晶形的磷酸钙颗粒或晶体，以进一步抑制溶液中的成核反应和晶体的生长(步骤3)。在步骤2中，低温抑制了溶液中磷酸钙均匀地成核作用，因此，节省了后面用于磷酸钙薄膜制备的自由离子。通过利用合适的缓冲体系更增强了对副作用的抑制。

磷酸钙结晶薄膜的制备方法包括步骤：

1)通过将磷酸钙结晶或钙盐或磷酸盐溶于酸性溶液中制备高浓的钙和磷酸根离子的溶液(步骤1)；

2)将步骤1制备的高浓度的钙和磷酸根离子的酸性溶液在低温下与碱性溶液混合(步骤2)；

3)从步骤2制备的溶液中排出用作晶体成核作用或生长的核 的非晶形磷酸钙颗粒或结晶，抑制溶液中晶体的进一步成核作用和生长(步骤3)；

4)将步骤3制备的溶液涂布到固体表面，生成磷酸钙结晶的薄膜(步骤4)。通过钙和磷酸根离子的上述的过饱和溶液与固体表面接触可以制备磷酸钙结晶的薄膜并可以使其成长。

使用上述溶液制备的磷酸钙结晶薄膜具有生物适应性，允许各种各样的细胞如成纤维细胞、成骨细胞、破骨细胞、牙周韧带细胞等在表面附着或增殖和具有生物材料的潜在应用性。

主要参考资料

[1] 铁合金辞典

[2] CN99811036.1 磷酸钙超饱和溶液和利用该溶液的磷酸钙结晶薄膜的制备方法

[3] CN201410205110.1 一种可连续操作的活性磷酸钙生产方法