[發(fā)明專利]一種利用濕法磷酸分解低品位磷礦生產磷酸的方法

無效

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• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103213960A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 唐建華;馬剛;張海
• 申請（專利權）人: 成都川科化工有限公司
• 主分類號: C01B25/22
• 分類號: C01B25/22
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用濕法磷酸分解低品位磷礦生產磷酸的方法，屬于濕法磷酸生產領域。

背景技術

濕法磷酸是制取磷酸的重要方法之一，也是磷化工行業(yè)的基礎產品，廣泛應用于磷酸鹽工業(yè)和磷復肥行業(yè)當中，需求量大。濕法磷酸的生產工藝主要是以無機酸（硫酸為主）分解磷礦制取磷酸。我國的磷礦資源總量接近500億t，而磷礦中P₂O₅含量30%以上的富礦僅占儲量的約8%，絕大部分是低品位礦石，磷礦P₂O₅平均品位僅為16.85%，且大多為膠磷礦，采選難度大，富集成本高。利用低品位（P₂O₅﹤24%）磷礦則是我國磷化工行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。

從已有文獻和資料表明，除無水法流程尚未有工業(yè)化裝置外，其它工藝流程主要有二水法工藝和半水法工藝。但隨著世界磷礦品位的逐漸降低和雜質含量的增加，二水法流程對磷礦的適應性和工藝的可靠性，穩(wěn)定性較強，在大型濕法磷酸生產工藝中占據(jù)主導地位。其中濕法磷酸生產裝置80%以上的采用二水法生產，二水法濕法磷酸生產過程主要包括反應、過濾、濃縮、尾氣洗滌、酸貯存等部分。硫酸與磷礦在一個反應槽中進行萃取反應，生產液相主要含磷酸、固相主要為磷石膏的磷酸料漿；然后將磷酸料漿在過濾機中過濾分離，濾液即為稀磷酸產品，濾渣為磷石膏，進行堆存；稀磷酸產品通過濃縮，進一步提高其濃度至50%；反應部分的尾氣通過多次洗滌后放空，符合環(huán)保標準。

低品位磷礦的主要特點之一是酸不溶物雜質含量特別高，采用傳統(tǒng)的磷酸生產方法生成磷酸時它幾乎全部進入磷石膏中，從而使磷石膏質量大大降低，導致其綜合利用困難。并且由于低品位磷礦中雜質含量高，磷礦常會出現(xiàn)分解率低，洗滌率低，反應生成的硫酸鈣包裹使反應鈍化，生成磷酸氫鈣結晶增加了P₂O₅的損失，硫酸鈣結晶難以分離，造成成品磷酸質量相當差等問題，從而導致生產成本異常高、生產極不穩(wěn)定，從而無法生產農用磷酸二銨和優(yōu)等級農用磷酸一銨。

中國專利CN9110859.7?“塔式濕法磷酸生產方法及設備”提及可以用中低品位磷礦為原料生產濕法磷酸，但其所用磷礦品位P₂O₅≧25%，可利用的中低品位磷礦范圍較窄；該法將磷礦粉和循環(huán)磷酸的混合料漿直接進入萃取塔與硫酸反應，并未將磷礦中的雜質與磷石膏分離開來；并使用濃硫酸作為萃取劑，造成局部SO₄^2-濃度大，使反應不完全。

中國專利200510022547.2?“利用中低品位磷礦生產濕法磷酸的方法”也提及其方法可以以中低品位磷礦為原料生產濕法磷酸，但其所用的磷礦品位為P₂O₅%：18～26%，且要求MgO≦2.0wt%，F(xiàn)e₂O₃+Al₂O₃≦3.5wt%；其對磷礦的雜質含量有較嚴格要求，同時流程復雜、反應復雜、兩段多級反應，從而使成本高，不具備工業(yè)化普遍性；該方法采用多級逆流萃取，操作流程長，生產裝置要求高；同時沒有殘渣、石膏的洗滌和洗水利用，未能實現(xiàn)資源工藝的工業(yè)化有效利性。工業(yè)化有相當大的難度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對我國中高品位磷礦迅速枯竭而低品位磷礦相對較多且價格便宜的現(xiàn)實情況，但傳統(tǒng)濕法磷酸生產方法采用中低品位磷礦時存在諸多缺點，而提供一種直接利用濕法磷酸分解低品位磷礦生產磷酸的方法，工藝流程簡潔、方便，易于操作，同時獲得高質量的白色磷石膏的方法。

本發(fā)明的目的由以下技術措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)：

利用濕法磷酸分解低品位磷礦生產磷酸的方法包括如下步驟：

步驟1：用濕法磷酸分解低品位磷礦礦漿，經固液分離Ⅰ得到萃取清液和濾渣；

步驟2：將上述萃取清液與濃硫酸反應，經固液分離Ⅱ得到濕法磷酸和磷石膏；部分磷酸提濃后返回用于分解磷礦，部分磷酸作為成品輸出；

步驟3：將上述濾渣洗滌Ⅰ中的部分洗滌水用于磷礦制漿，部分洗滌水返回水處理在利用；將上述磷石膏，經過洗滌Ⅱ得到高品質白色磷石膏，洗滌水進入步驟Ⅰ重復使用和系統(tǒng)處理后返回再利用。

所述低品位磷礦的品質為：P₂O₅含量為15～19wt%，其它雜質無特殊要求。