[發明專利]一種萃取凈化濕法磷酸生產工業級磷酸的方法

有效

• 申請號: 201010212175.0
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101857216A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 李光明;李進;王佳才;李順方;鄒建;唐曉林
• 申請（專利權）人: 貴州川恒化工有限責任公司
• 主分類號: C01B25/46
• 分類號: C01B25/46
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明涉及磷酸，具體來說，涉及溶劑萃取凈化濕法磷酸生產工業級磷酸的方法。

背景技術

眾所周知，國內外大多采用黃磷作為原料制備工業級磷酸。但由于熱法磷酸生產不僅成本高，而且耗能多。在當前世界各國節約能源、減少碳排放量的要求下，凈化濕法磷酸替代熱法磷酸是大勢和潮流。

濕法磷酸的凈化方法主要有化學沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法和結晶法。在以上方法中，溶劑萃取法由于產能大，操作性強在歐美各國進行了廣泛的研究和采用，國內研究和發展較慢，目前國內只有少數廠家通過引進國外技術建成了工業化裝置，國內研究技術裝置化應用報道較少。

國內相關文獻曾介紹法國羅納-普朗克公司所采用的生產工業級磷酸和食品級磷酸的溶劑萃取法Central?Liqueur流程，該法以含40％～50％P₂O₅的濕法磷酸為原料，通過澄清、脫色、萃取、洗滌、反萃、反萃后的酯相再用鹽水反萃、凈化酸脫砷、二效蒸發濃縮、脫氟，采用的萃取劑是磷酸三丁酯，洗滌工序加入適量苛性鈉脫硫，反萃后對精制酸進行脫砷脫氟處理。其不足之處在于：(1)通過添加硫酸提高萃取率，但在洗滌時須使用大量苛性鈉；(2)萃余酸中的磷和硫沒有充分利用，被棄去或中和后堆置，不利于降低成本和環保。

中國專利數據庫中，與濕法磷酸相關的專利數以十計，涉及生產工業級磷酸的有：03117850.2號《用濕法磷酸制備工業級磷酸和食品級磷酸的方法》、200410081600號《一種凈化濕法磷酸的生產工藝及其設備》、200710092904號《用濕法磷酸制備工業級磷酸、食品級磷酸和工業磷酸一銨的方法》等。這些專利技術有其特點，但萃取過程中磷的收率、工業級和食品級產品的得率一般只有50％左右，凈化產品收率及生產成本并不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種萃取凈化濕法磷酸生產工業級磷酸的方法，以提高過程中的萃取率和工業級產品的收率，實現磷資源的高效利用、低成本和高附加值。

發明人在原有濕法磷酸制備工業級磷酸的技術基礎上采用以下措施：

(1)在磷酸的預處理階段只進行脫色處理和分離，采用先用活性炭脫色、后用雙氧水脫色的兩級脫色方法；

(2)萃取、洗滌、反萃主體設備均采用由驅動機構、澄清分離段、塔身及轉動旋轉軸組成的轉盤塔；對轉盤塔增加保溫裝置，上下段設有充分的澄清分離段；

(3)在萃取塔中部或中下部采用切線加入硫酸；

(4)采用自動溫控系統對板式換熱器進行了純水升溫和再生溶劑的降溫處理。

發明人提供的方法是：

第一步，脫色，用活性炭和雙氧水對磷酸進行兩步聯合脫色

先在原料磷酸中加入活性炭，攪拌下反應；之后采用壓濾機進行分離，接著在磷酸溶液中加入雙氧水；活性炭廢渣經充分洗滌分離，裝袋外銷作為耐火材料的生產原料或返回活性炭生產廠進行再生后重復使用；

第二步，萃取，用萃取劑萃取磷酸

使用的萃取設備為轉盤塔，脫色磷酸通過轉盤塔上部重相進口進入，萃取劑通過轉盤塔下部輕相進料口進入，逆流萃取，在轉盤塔中部加入無機酸；經萃取后重相由塔體下部出液口連續排出，進入生產肥料級產品系統；萃取后的有機相為連續相，從轉盤塔頂部排出進入洗滌塔；

第三步，洗滌，用洗滌液洗滌有機相

使用的洗滌設備也為轉盤塔，萃取后的有機相從轉盤塔下部進入，洗滌液從轉盤塔上部進口進入，兩相逆流洗滌；經洗滌后的有機相從轉盤塔頂部排出進入反萃塔，洗滌酸進入脫色磷酸中再次用于萃取磷酸；

第四步，反萃，用純水將有機相中的磷酸萃取出來

使用的反萃設備也為轉盤塔，洗滌后的有機相從轉盤塔下部輕相進料口進入，純水從轉盤塔上部加料口進入，兩相逆流萃取；反萃所得磷酸除一部分用作洗滌液外，其余磷酸進入下一工序進行脫硫或直接使用；

第五步，脫硫，用脫硫劑脫出磷酸中的硫酸根

反萃所得磷酸進入脫硫設備，用脫硫劑與其反應，使硫酸根沉淀出來，磷酸從脫硫設備自動溢流至中間槽后，用泵送入壓濾機進行分離，分離出的渣為硫酸鹽沉淀，濾液即為磷酸，通過清液泵送入濃縮系統；

第六步，濃縮脫氟，用真空濃縮提高磷酸濃度并除氟

濃縮所使用的設備為列管式蒸發器，脫硫后的磷酸在真空和加熱條件下被濃縮，加入脫氟劑降低磷酸中的氟含量，從而制得工業級磷酸。