[發明專利]使用過濾后的磷酸的磷酸制備石膏過濾絮凝劑的預稀釋(濃度降低)

有效

• 申請號: 201280011748.0
• 申請日: 2012-01-03
• 公開（公告）號: CN103443110A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: R.V.戴維斯;W.L.莫斯;M.G.斯特羅敏格;R.倫澤羅;T.A.法戈爾;D.N.T.海
• 申請（專利權）人: 納爾科公司
• 主分類號: C07F9/08
• 分類號: C07F9/08;B01D21/01;C07B61/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 巫肖南

技術領域

本發明屬于濕法制備磷酸及為此的添加劑的技術領域，并且特別是本發明是一種使用粗磷酸濾液作為稀釋劑降低(make?down)添加劑的方法。

背景技術

通常通過使用回收磷酸的漿料中的濃硫酸消化磷酸鹽巖來制備磷酸。該反應還生成固體石膏(CaSO₄)顆粒，通常通過過濾來移除(remove)這些顆粒。在隨后的步驟中使磷酸澄清，并通過熱蒸發從粗濾液中驅除超過一半的水，將磷酸濃縮。

將絮凝劑添加至粗磷酸石膏漿料中以增加顆粒尺寸，這提高了沉淀和過濾速率。用于上述這種應用的傳統絮凝劑以液體濃縮物或干燥粉末的形式供給。傳統粉末的溶解動力學和液體濃縮物的乳液轉相動力學(emulsion?inversion?kinetics)阻礙它們直接進料到粗漿料(crude?slurry)中。粗磷酸石膏漿料在絮凝劑供給點之后幾十秒至幾分鐘達到過濾階段，而乳液和粉末需要幾十分鐘至幾個小時來溶解或轉相。因此，用水稀釋濃縮物或粉末絮凝劑以在現場產生工作溶液(通常包含0.5%～1%的濃縮物)，隨后將該工作溶液供給至工藝流中。傳統的絮凝劑稀釋系統由混合罐構成，將濃縮物或粉末與水添加到該混合罐中。在充分混合后將稀釋的絮凝劑轉移到儲存罐，從該儲存罐將稀釋的溶液供給到工藝中。傳統稀釋的絮凝劑溶液的使用占據粗磷酸漿料中存在的水的總體積的約0.5%至1%。典型的磷酸制備設備每年將使用500～1000萬加侖的水以用于稀釋絮凝劑。在添加之后，必須在隨后的加工階段中，通過需要使用大量熱能的熱蒸發來將這些水移除。

高分子構象受溶液組成的影響非常大。Turro和Arora(J.Phys.Chem.B,Vol.109No.44,2005,20714-20718)提到丙烯酸聚合物在低pH下緊密卷繞，但提高pH值使羧酸基團離子化并且導致聚合物的拉伸或溶脹。類似于聚合物與懸浮顆粒的表面的結合傾向，聚合物構象對溶解的離子的存在的敏感性是眾所周知的。因此，為了確保聚合物處于可預測并且優化的構象，使用原水來稀釋傳統的聚合物絮凝劑，而不是使用包含相對高水平的溶解固體和懸浮顆粒的低pH工藝水。

Symens等人的美國專利第4,263,148號公開了一種用于從磷酸的含水溶液中移除膠體和非膠體腐殖質的方法。該方法包括用絮凝劑處理磷酸的步驟。該公開內容要求在用磷酸將絮凝劑進一步稀釋至約0.05%并且隨后添加到磷酸制備工藝中之前，首先用水將絮凝劑稀釋至0.1%～0.5%的濃度。

與傳統絮凝劑相比，可以將快速轉相的絮凝劑乳液(例如Nalco?Pol-EZ)直接添加到粗磷酸漿料中而不需要稀釋。這些產品提供了消除傳統的絮凝劑稀釋水以及還與傳統絮凝劑相關的復雜昂貴的進料系統的優勢。在一些情況下，例如當所需的進料點太靠近過濾器的漿料排出口時，時間上不足以允許這些乳液在工藝中經歷優化的聚合物構象的快速轉相和采用。結果，當乳液與石膏表面結合時該乳液可能不能完全轉相或者聚合物可能陷入了不良的預成型構象中。這導致低于最優的絮凝劑性能。

因此，有必要對絮凝劑向磷酸制備工藝的添加進行優化。理想的是，絮凝劑的添加使得引入到磷酸制備工藝中的水最少化。更理想的是，通過將絮凝劑與從磷酸制備工藝回收的澄清的磷酸混合來將絮凝劑添加到磷酸制備工藝中。

發明內容

本發明涉及將有效量的絮凝劑添加到磷酸制備工藝中的方法。該方法包括以下步驟：提供磷酸；將有效量的絮凝劑直接注入到磷酸中；使有效量的絮凝劑與磷酸混合，這產生了絮凝劑-酸物質；以及將絮凝劑-酸物質引入到磷酸制備工藝中。

本發明還涉及改進磷酸制備工藝中的固體分離性能的方法。該方法包括以下步驟：提供磷酸；將有效量的絮凝劑直接引入到磷酸中；使有效量的絮凝劑與磷酸混合，這產生了絮凝劑-酸物質；以及將絮凝劑-酸物質添加到磷酸制備工藝中。

通過在稀釋絮凝劑時替換成磷酸，本發明使得磷酸制備工藝中額外水的引入最少化。結合所附的權利要求書由下面的詳細描述本發明的這些和其它的特征和優點將顯而易見。

附圖說明

在仔細研究以下詳細描述和附圖后，本發明的好處和優點對于相關領域的普通技術人員將變得更加顯而易見，其中：

圖1是示出對于采用化合物A作為絮凝劑的實驗的實驗結果的曲線圖；

圖2是示出對于采用化合物B作為絮凝劑的實驗的實驗結果的曲線圖；

圖3是示出對于采用化合物C和化合物D作為絮凝劑的實驗的實驗結果的曲線圖；

圖4是示出對于采用在兩個濃度下的化合物E作為絮凝劑的實驗的實驗結果的曲線圖。