[發(fā)明專利]一種磷酸生產(chǎn)中的脫砷方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410169485.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103979510A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 林明;印華亮
• 申請（專利權）人: 防城港博森化工有限公司
• 主分類號: C01B25/238
• 分類號: C01B25/238
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明屬于無機化學工業(yè)中的磷酸生產(chǎn)技術領域，涉及熱法磷酸生產(chǎn)中的一種脫砷方法。

背景技術：

磷酸是重要的化工原料和中間體，磷酸的生產(chǎn)方法主要有濕法和熱法，窯法磷酸正處于開發(fā)中。濕法磷酸的生產(chǎn)方式是用無機酸與磷礦石分解反應制得磷酸，濕法磷酸的濃度低、雜質多，主要用于農(nóng)業(yè)用磷肥的生產(chǎn)，現(xiàn)在也出現(xiàn)了一些凈化濕法磷酸以生產(chǎn)質量較好的磷酸。熱法磷酸具有產(chǎn)品濃度高、純度高等優(yōu)點，在高技術、高附加值精細磷化工上用途越來越廣。熱法磷酸的生產(chǎn)工藝主要分為黃磷燃燒、五氧化二磷水合、工業(yè)磷酸脫砷凈化等三個相對獨立的工序，熱法磷酸按純度常分為工業(yè)級、食品級、電子級。磷酸中的砷、鉛等雜質對人體是有害的，砷是一種原生質毒物，具有很高的毒性，其化合物的毒性也十分劇烈，所以除去磷酸中的砷十分重要。食品級與電子級磷酸都需要將工業(yè)磷酸中的砷、鉛等雜質高度脫除。目前砷在磷酸中的化學態(tài)還沒有一致的說法，但大多數(shù)人認為是以砷酸或亞砷酸等形態(tài)存在。

磷酸脫砷的方法主要有以下幾種

①硫化物沉淀法：通過在磷酸原料中加入某種沉淀劑，使其產(chǎn)生難溶或不溶的化合物析出，然后通過過濾分離而得到低砷磷酸。以P₂S₅做脫砷劑其反應原理為：

P₄S₁₀+16H₂O＝4H₃PO₄+10H₂S↑

H₃AsO₄+H₂S＝H₃AsO₃+H₂O+S↓

2H₃A_sO₃+3H₂S＝6H₂O+A_s2S₃↓

Pb²⁺+S^2-＝PbS↓

②溶劑萃取法：基于磷酸可溶于有機酸中而雜質砷則被萃取出來，從而使其分離。

③離子交換法：用強酸性離子交換樹脂處理磷酸，從而除去雜質砷。

溶劑萃取和離子交換法由于設備和處理成本太高，不具備大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的可行性。

④鹵化物脫砷法：日本東洋紡織株式會社發(fā)明，專利公開號CN1332698A，CN1817790A該方法是通過向聚磷酸中通入鹵化氫氣體，或者加入能在酸性條件下形成鹵化氫的鐵、銅、錫的氯化物來脫砷，將砷轉化為揮發(fā)點不高的氣態(tài)物質，通過加熱蒸發(fā)的方式分離。此法缺點：含砷化物尾氣危險性高，處理難度大，處理成本高，此法向聚磷酸中引入鹵族元素雜質，對聚磷酸產(chǎn)品質量有較大影響，在氯離子作用下聚磷酸的腐蝕性也大大增加從而導致該工藝在產(chǎn)業(yè)化的過程中對設備材質要求提高，生產(chǎn)成本提高。

以上幾種方法中，以硫化物沉淀法最常用。此法所需的步驟和設備簡單，脫砷效果好。在以下文獻中有對硫化物沉淀法的討論：

《化工設計》1997年第4期“淺談食品級磷酸脫砷后處理裝置的設計”介紹了實用搪瓷玻璃材質的脫砷反應釜，在100℃左右加入P2S5反應1小時，冷卻沉降至50℃左右進入過濾機過濾。并分別分析了板框過濾機，連續(xù)水平真空帶式過濾機，離心式過濾機和預敷層轉鼓真空過濾機各自的優(yōu)缺點。

《磷酸鹽工業(yè)》2001年第4期“熱法工業(yè)磷酸的脫砷實驗”設計在密封的反應釜中加入P2S5進行脫砷反應，脫砷反應結束后進行過濾(濾料為硅藻土或石英砂，用真空泵減壓過濾)，過濾后的磷酸經(jīng)過脫氣，凈化最后得到低砷磷酸。

《磷酸鹽工業(yè)》2003年第1期“低砷磷酸產(chǎn)品開發(fā)工藝的探討”介紹了使用P2S5做脫砷劑的脫砷工藝流程。

《硫磷設計與粉體工程》2005年第6期“由工業(yè)磷酸連續(xù)操作生產(chǎn)食品級磷酸”介紹了去除工業(yè)磷酸中的砷，硫化物，易氧化物及脫色的連續(xù)生產(chǎn)工藝。

以上文獻只是討論了磷酸脫砷的方法，但是對脫砷需要的設備和工藝流程沒有詳細的說明，所以在實際生產(chǎn)中難以實現(xiàn)。