[發(fā)明專利]鹽酸分解中低品位磷礦制備工業(yè)級和食品級磷酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010102237.2
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101774556A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍;金央;羅建洪;周堃;唐湘;王濤;李維
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C01B25/22
• 分類號: C01B25/22;C01B25/234
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)級磷酸和食品級磷酸的制備領(lǐng)域，特別涉及一種鹽酸分解中低品位 磷礦制備工業(yè)級磷酸和食品級磷酸的方法。

背景技術(shù)

工業(yè)級磷酸和食品級磷酸的制備可以采用熱法磷酸為原料，也可以采用濕法磷酸為 原料。由于熱法磷酸生產(chǎn)對磷礦品位要求高，能耗高，因而以濕法磷酸來生產(chǎn)工業(yè)級磷 酸和食品級磷酸越來越受到人們的關(guān)注。國內(nèi)外對溶劑萃取法凈化濕法磷酸的研究一直 沒有停止過，且取得了很大的進(jìn)展，但這方面的研究多以硫酸法濕法磷酸為原料制備工 業(yè)級磷酸和食品級磷酸(如ZL03117850.2和ZL200510021695.2)。以硫酸法濕法磷酸為 原料制備工業(yè)級磷酸和食品級磷酸存在的問題是：產(chǎn)生大量的磷石膏堆積，回收利用較 為困難。此外我國的硫磺資源不足，硫酸供應(yīng)緊張，而我國中低品位磷礦資源較多，且 有很多企業(yè)副產(chǎn)鹽酸，鹽酸富余，價(jià)格低廉。因此，用鹽酸代替硫酸分解中低品位磷礦， 采用溶劑萃取法凈化制備工業(yè)級磷酸和食品級磷酸具有現(xiàn)實(shí)意義。

中國專利ZL?200510019049.2公開了一種鹽酸分解中低品位磷礦制造工業(yè)磷酸的方 法，該方法以鹽酸分解磷礦，制備出氯磷酸鈣，然后用鹽酸打漿溶解，以磷酸三丁酯萃 取，濃縮，再以磷酸三丁酯與異丙醚萃取，再濃縮，脫色，制成85％工業(yè)級磷酸。但是 該方法存在以下不足：①以制備氯磷酸鈣晶體完成第一步凈化，由于氯磷酸鈣結(jié)晶速度 很慢，例如在20～22℃下，溶液中HCl含量約為12％時，含9.4％P₂O₅的分解液中的 P₂O₅下降到4％左右所需要的時間是210分鐘(見“鹽酸分解磷礦循環(huán)流程的研究”，作 者王昌惠，姚鼎文，化肥工業(yè)，1988年，第5期，14～17頁)，這就需要很大的結(jié)晶 器，設(shè)備投資增加；氯磷酸鈣是粉狀細(xì)晶，容易導(dǎo)致除雜效率不高，過濾困難，對設(shè)備 要求提高；氯磷酸鈣打漿液中Ca²⁺含量遠(yuǎn)低于酸解液中Ca²⁺含量，影響下一步對磷酸的 萃取效率，導(dǎo)致萃取率下降。②以磷酸三丁酯萃取磷酸，分離鈣、鐵等雜質(zhì)離子，經(jīng)洗 滌，反萃完成第二步凈化，但在鹽酸存在下的磷酸溶液中，F(xiàn)e³⁺與Cl^-形成的配合物很 容易被磷酸三丁酯優(yōu)先萃取，即使經(jīng)過洗滌也難以達(dá)到完全分離；且該方法采用第二次 洗滌水和萃余水相作為洗液洗滌有機(jī)相，洗液中磷酸濃度較高，黏度較大，會導(dǎo)致洗滌 效果較差，最終導(dǎo)致成品磷酸中Fe³⁺含量較高，影響產(chǎn)品的色度和品質(zhì)。就該專利實(shí)施 例生產(chǎn)的工業(yè)級磷酸來說，鐵含量只能達(dá)到GB/T?2091-2003合格品指標(biāo)。③第二次萃 取所使用萃取劑中的成分異丙醚的閃點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低，需要在低溫下萃取，且揮發(fā)性強(qiáng)， 極度易燃，可與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，危險(xiǎn)較大。④ 需要經(jīng)過兩次溶劑萃取，兩次濃縮，且由于第二次萃取溫度在0℃～10℃，第一次濃縮 過后的磷酸還需要降溫再進(jìn)行萃取，增加了能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鹽酸分解中低品位磷礦制備工業(yè) 級磷酸和食品級磷酸的方法，該方法不僅能獲得優(yōu)質(zhì)工業(yè)級磷酸和食品級磷酸，而且可 簡化工藝、縮短整個流程的時間，降低能耗和成本。

本發(fā)明所述鹽酸分解中低品位磷礦制備工業(yè)級磷酸的方法，工藝步驟依次如下：

(1)鹽酸酸解磷礦粉

用質(zhì)量濃度15％～26％的鹽酸酸解中低品位磷礦粉，所述鹽酸用量為：磷礦粉中的 CaO與鹽酸完全反應(yīng)時所需鹽酸理論量的95％～105％，酸解時，將磷礦粉加入鹽酸中， 在攪拌下于室溫(室內(nèi)自然溫度)、常壓進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間至少為30分鐘，反應(yīng)結(jié)束 后加入絮凝劑絮凝沉淀，然后經(jīng)固液分離獲酸解液；

(2)萃取除鐵

將步驟(1)所獲酸解液進(jìn)行逆流萃取，酸解液與萃取劑的體積比＝2～4∶1，萃取溫 度20℃～40℃，所獲萃余水相即為除鐵粗磷酸，

所述萃取劑由磷酸三丁酯、正辛醇和煤油組成，磷酸三丁酯的體積百分?jǐn)?shù)為5％～ 15％，正辛醇體積百分?jǐn)?shù)為10％～35％，煤油的體積百分?jǐn)?shù)為50％～85％；

(3)制備稀磷酸

將步驟(2)所獲除鐵粗磷酸進(jìn)行逆流萃取，然后將逆流萃取所獲萃取有機(jī)相進(jìn)行 兩次洗滌，再將洗滌后的萃取有機(jī)相進(jìn)行逆流反萃即獲凈化稀磷酸，