[發明專利]一種高純正磷酸晶體的生產方法

有效

• 申請號: 200810068736.7
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101269804A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 李天祥;劉飛;陳立平;袁斌;解田;朱靜
• 申請（專利權）人: 甕福（集團）有限責任公司
• 主分類號: C01B25/18
• 分類號: C01B25/18;C01B25/234
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司
• 代理人: 袁慶云

技術領域

本發明涉及化工領域，具體來說涉及一種高純正磷酸晶體的生產方法。

背景技術

高純磷酸主要有食品級磷酸和電子級磷酸，食品級磷酸主要用于食品和飲料行業作酸性添加劑使用，其純度高低直接關系到消費者的健康；電子級磷酸主要應用于發展前途廣闊的IT行業作電子元器件的清洗劑、蝕刻劑，其純度對電子元器件的產品率、電性能、可靠性有很大影響。

磷酸晶體有兩種，一種是含有結晶水的晶體，分子式為H₃PO₄·1/2H₂O稱半水磷酸晶體；一種是不含結晶水的晶體，分子式為H₃PO₄稱正磷酸晶體。半水磷酸晶體由于含有結晶水，晶體中的H₃PO₄理論質量百分比含量為91.6％；正磷酸晶體則不含結晶水，與半水磷酸晶體相比，正磷酸晶體的P₂O₅含量高，可降低單位有效物質的貯存費用，運輸每單位重量的P₂O₅運費比普通磷酸要省15％；另半水磷酸晶體的熔點為29.32℃，正磷酸晶體的熔點為42.35℃，因此正磷酸晶體在生產過程中可以使用普通的工業冷卻水，而半水磷酸晶體生產需專門的制冷系統，提供低溫冷卻介質；所以正磷酸結晶過程與半水磷酸結晶過程相比，可以節約投資成本和運行成本。

韓國專利(KR2003042108)報道了一種高純磷酸的制備方法，在一個裝有攪拌器、刮刀和夾套的容器內，制備晶種，然后用刮刀將晶種從容器壁上刮下，連續進入下一個裝有攪拌器和夾套的結晶器中，晶種在結晶器中生長結晶，然后再進入下一個同樣裝有攪拌和夾套的晶體成化器，在成化器中停留一段時間成化后，進入下一個裝有加熱夾套的純化罐，在純化罐中融化，再結晶，然后離心分離，得到的產品一部分回流到結晶器，另一部分作為產品取出。夾套內走冷凍劑或加熱劑，制備晶種的容器冷卻到-70～-30℃，結晶器的溫度為-10～0℃，成化器的溫度為2～20℃。所使用的原料磷酸的濃度和純度、產品濃度和純度以及其他技術細節均沒有透露。該法溫度低，能耗大。

俄羅斯專利(RU2209178)報道了用結晶法來凈化熱法磷酸生產電子級磷酸。他們以熱法磷酸作原料，首先將磷酸加熱到35～55℃，濃縮到密度為1.685g·cm^-3以上，然后冷卻到4～9℃，加入晶種，結晶7～8h，然后再進一步冷去到0～7℃，繼續養晶50～70min，然后離心分離得到高純磷酸產品。該方法只能用熱法磷酸做原料。

日本專利(特開平3-193614、特開平3-237009、特開平12-026111)報道了用浸漬結晶法來制備高純磷酸，其原料是濃度為70％～91.6％的濕法磷酸或熱法磷酸，其結晶過程分為兩步，首先將一個中空的玻璃結晶管放入盛有過飽和磷酸的結晶器內，結晶管的管內通冷卻介質，這樣半水磷酸晶體(H₃PO₄·1/2H₂O)在結晶管外結晶，當結晶管外晶體達到一定厚度后取出結晶管；第二步是發汗結晶，改變結晶管館內的冷卻介質溫度，使其處于一個合理的范圍，以便讓管外的晶體發汗，滴下汗液，必要時可以用高純水或高純磷酸溶液洗滌結晶管外的晶體，滴完發汗液或洗滌液后的晶體即為高純磷酸產品。該方法設備要求高，要制備專門的中空結晶管，產品收率低。

中國專利公開號CN1730385，公開了一種“結晶法凈化濕法磷酸的方法”。具體過程是原料酸經過簡單處理后，用溶劑沉淀法預凈化，將得到的磷酸濃縮到85％～90％后進行結晶操作，溫度為8℃～20℃，引入占總酸液質量1～3％的晶種或媒晶劑，結晶時間2h～5h，晶體產品分離洗滌稀釋后達到食品級磷酸要求；將得到的半水磷酸晶體(H₃PO₄·1/2H₂O)熔解，稀釋到85％～90％后進行重結晶、三次結晶，操作溫度分別為5℃～15℃、0℃～9℃，晶體產品分離洗滌稀釋后據稱分別達到合格電子級、優質電子級磷酸要求。實際上，該方法所制備電子級磷酸，最好產品重金屬含量也達到了1ppm，僅能滿足MOS級電子級磷酸指標要求，不能滿足更高指標要求的電子級磷酸產品。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點而提供一種具有投資低、生產成本低、生產率高的高純正磷酸晶體的生產方法。

本發明的一種高純正磷酸晶體的生產方法，包括如下步驟：

(1)晶種的制備：