[發明專利]磷酸二氫銨工業生產中磷酸脫硫或/和脫氟的方法

在審

• 申請號: 201310549135.9
• 申請日: 2013-11-02
• 公開（公告）號: CN103641093A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 耿兆翔
• 申請（專利權）人: 耿兆翔
• 主分類號: C01B25/28
• 分類號: C01B25/28;C01B25/222;C01B25/237;C05B11/08
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• 代理人: 暫無信息

1.磷酸二氫銨工業生產中磷酸脫硫或／和脫氟的方法，其特征主要在于：

(1).一.硫酸與含氟磷灰石反應溫度應控制在65℃--79℃，使氟化氫在80℃以下以氫鍵結合的締合物(HF)n形式存在，同時降低二氧化硅的水溶解度，不與二氧化硅反應生成四氟化硅或氟硅酸，也阻止四氟化硅水解的正硅酸的生成；硫酸與含氟磷灰石反應采用中、低雙速混合攪拌，使硫酸與磷灰石充分接觸、快速充分反應；低速攪拌300轉-400轉／分；中速攪拌600轉-800轉／分，單片中速攪拌葉長度20cm-30cm，攪拌葉與水平面夾角20°-30°，攪拌葉的水平夾角與攪拌葉長度成反比，中速攪拌轉速與攪拌葉的水平夾角成反比，中速攪拌轉速與攪拌葉的長度成反比，攪拌葉以三角形支架固定在攪拌軸上，向下壓攪拌，與低速攪拌軸平行安裝，攪拌軸之間的距離大于中速攪拌葉的長度；反應、攪拌時間8小時-24小時；

二.檢測上述(一)中65℃時，二水石膏、二氧化硅和／或褐鐵礦過濾后的磷酸料漿水溶液中硫酸根負離子含量和氟化氫含量；

三.以硫酸根負離子質量數計算硫酸鈣的質量數，再以硫酸鈣中鈣的質量數計算所需氫氧化鈣的質量數；

四.以氟化氫與氫氧化鈣反應生成氟化鈣和水的化學反應式，計算所需氫氧化鈣的質量數；

五.將上述(三)、(四)的氫氧化鈣質量數相加，得所需氫氧化鈣總質量數；或將氫氧化鈣總質量數換算成氧化鈣的總質量數；

六.按照上述(五)中氫氧化鈣或氧化鈣質量數的100％--102％，將此限量的氫氧化鈣或氧化鈣加入上述(二)的石膏過濾后的稀磷酸水溶液中，稀磷酸水溶液中磷酸質量含量應不超過50％；高速攪拌或高剪切乳化攪拌，攪拌速度1000轉／分-3000轉／分，攪拌時間30分鐘-120分鐘，攪拌速度與攪拌時間成反比；此步反應也可適當加熱，在65℃--85℃溫度范圍內，攪拌速度與溫度成反比；

本發明的氫氧化鈣或氧化鈣分多次或連續勻速加入反應；

七.在65℃時，將上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鐵和氫氧化鋁過濾，得純度較高的稀磷酸水溶液；

八.將上述(七)的稀磷酸水溶液與氨水或氫氧化銨進行銨化中和反應，濃縮脫水，干燥；

(2).一.硫酸與含氟磷灰石反應溫度應控制在80℃--100℃，轉速300轉-400轉／分，反應、攪拌時間8小時-24小時；

二.檢測上述(一)中65℃時，二水石膏、二氧化硅和／或褐鐵礦過濾后的稀磷酸料漿水溶液中硫酸根負離子含量和氟含量；包括HF和SiF₄中的氟；四氟化硅以氟化氫計量；

三.以硫酸根負離子質量數計算硫酸鈣的質量數，再以硫酸鈣中鈣的質量數計算所需氫氧化鈣的質量數；

四.以氟化氫與氫氧化鈣反應生成氟化鈣和水的化學反應式，計算所需氫氧化鈣的質量數；

五.將上述(三)、(四)的氫氧化鈣質量數相加，得所需氫氧化鈣總質量數；或將氫氧化鈣總質量數換算成氧化鈣的總質量數；

六.按照上述(五)中氫氧化鈣或氧化鈣總質量數的100％--105％，將此限量的氫氧化鈣或氧化鈣加入上述(二)的石膏過濾后的稀磷酸水溶液中，稀磷酸水溶液中磷酸質量含量應不超過50％；高速攪拌或高剪切乳化攪拌，攪拌速度1000轉／分-3000轉／分，攪拌時間30分鐘-120分鐘，攪拌速度與攪拌時間成反比；此步反應也可適當加熱，在65℃--85℃溫度范圍內，攪拌速度與溫度成反比；由于此步反應的磷酸水溶液中可能含有少量的氟硅酸，所以氫氧化鈣或氧化鈣的質量數應根據氟硅酸的現有技術檢測數據或／和相鄰批次產品硫酸根和HF比較、計算的經驗數據，計算出氫氧化鈣或氧化鈣的不足量質量數，而增加氫氧化鈣或氧化鈣的總質量數；

本發明的氫氧化鈣或氧化鈣分多次或連續勻速加入反應；

七.在65℃時，將上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化鋁和正硅酸過濾，得純度較高的稀磷酸水溶液；

八.將上述(七)的磷酸水溶液與氨水或氫氧化銨進行銨化中和反應，濃縮脫水，干燥；

(3).一.硫酸與含氟磷灰石反應溫度應控制在80℃--100℃，硫酸與含氟磷灰石反應釜采用中或高、低雙速混合攪拌；低速攪拌300轉-400轉／分；中、高速攪拌800轉／分-1500轉／分，單片中速攪拌葉長度20cm-30cm，攪拌葉與水平面夾角20°-30°，攪拌葉的水平夾角與攪拌葉長度成反比，中速攪拌轉速與攪拌葉的水平夾角成反比，中速攪拌轉速與攪拌葉的長度成反比，攪拌葉以三角形支架固定在攪拌軸上，向下壓攪拌，與低速攪拌軸平行安裝，攪拌軸之間的距離大于中速攪拌葉的長度；反應、攪拌時間8小時-24小時；

二.檢測上述(一)中的稀磷酸料漿水溶液中硫酸根負離子含量和氟化氫、四氟化硅含量；四氟化硅以氟化氫計量；

三.以硫酸根負離子質量數計算硫酸鈣的質量數，再以硫酸鈣中鈣的質量數計算所需氫氧化鈣的質量數；

四.以氟化氫與氫氧化鈣反應生成氟化鈣和水的化學反應式，計算所需氫氧化鈣的質量數；

五.將上述(三)、(四)的氫氧化鈣質量數相加，得所需氫氧化鈣總質量數；或將氫氧化鈣總質量數換算成氧化鈣的總質量數；

六.按照上述(五)中氫氧化鈣或氧化鈣總質量數的100％--105％，將此限量的氫氧化鈣或氧化鈣加入上述(一)的硫酸與含氟磷灰石反應釜中，稀磷酸水溶液中磷酸質量含量應不超過50％；以中、高速攪拌，攪拌速度800轉／分-1500轉／分，并與低速攪拌300轉-400轉／分同時進行，攪拌時間120分鐘-180分鐘，攪拌速度與時間成反比；攪拌速度與溫度成反比；由于此步反應的磷酸水溶液中可能含有少量的氟硅酸，所以氫氧化鈣或氧化鈣的質量數應根據氟硅酸的現有技術檢測數據或／和相鄰批次產品硫酸根和HF含量比較、計算的經驗數據，計算出氫氧化鈣或氧化鈣的不足量質量數，而增加氫氧化鈣或氧化鈣的總質量數；

本發明的氫氧化鈣或氧化鈣分多次或連續勻速加入反應；

七.在65℃時，將上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化鈣、正硅酸、氟硅酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化鐵和氫氧化鋁過濾，得純度較高的稀磷酸水溶液；

八.將上述(七)的稀磷酸水溶液與氨水或氫氧化銨進行銨化中和反應，濃縮脫水，干燥。