[發(fā)明專利]一種利用磷礦制備凈化磷酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610511259.1
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106185852B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊林;邱毅;張志業(yè);王辛龍
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: C01B25/222
• 分類號: C01B25/222;C01B25/234;C01C1/24
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51226
• 代理人: 武森濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磷礦制備凈化磷酸的方法，特別涉及一種先用磷礦制備濕法磷酸，再采用溶劑萃取脫除濕法磷酸中陽離子的方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)磷酸的制備工藝主要分為熱法磷酸和濕法磷酸。其中，熱法工藝由于其生產(chǎn)產(chǎn)品純度高，故而可以將磷酸產(chǎn)品直接作為工業(yè)磷酸使用，但其生產(chǎn)過程能耗過高、對原料要求高，在能源日趨緊張的當今社會，低能耗的濕法磷酸生產(chǎn)工藝獲得更加廣泛的關(guān)注。濕法磷酸生產(chǎn)能耗約為熱法磷酸工藝的1/3，生產(chǎn)成本比熱法磷酸低很多，可見濕法磷酸相較熱法磷酸而言更具市場競爭力，在磷酸生產(chǎn)領(lǐng)域也占有很大份額。而采用濕法磷酸生產(chǎn)的產(chǎn)品所含雜質(zhì)較多，如鐵、鋁、鎂等陽離子，故凈化濕法磷酸尤為重要。

經(jīng)過數(shù)十年的研究，濕法磷酸的凈化方法主要有：溶劑沉淀法、結(jié)晶法、化學沉淀法、離子交換樹脂法、電滲析法以及溶劑萃取法。目前普遍認為以溶劑萃取法為優(yōu)，即將與水部分互溶或不溶的有機溶劑與濕法磷酸逆流多次接觸，使磷酸進入有機相，雜質(zhì)留在水相，以達到磷酸與雜質(zhì)的分離。

中國專利庫數(shù)據(jù)中，與濕法磷酸相關(guān)的專利很多，其中涉及到濕法磷酸凈化的有：專利CN03117850.2《用濕法磷酸制備工業(yè)級磷酸和食品級磷酸的方法》，萃取劑采用磷酸三丁酯與煤油的混合物，煤油的體積百分比為20-50％，磷酸三丁酯的體積百分比50-80％，洗水為反萃后得到的部分反萃酸，反萃酸洗滌了有機相后，再進行脫硫處理，最后再和粗酸混合進行萃取。專利CN 102730661B《乳化萃取凈化濕法磷酸制備工業(yè)級和食品級磷酸的方法》，萃取劑采用磷酸三丁酯與煤油的混合物，煤油的體積百分比為20-40％，磷酸三丁酯的體積百分比60-80％，也是將部分反萃酸返回洗滌有機相，洗出液再和濕法磷酸混合萃取。專利CN 1299976C《溶劑萃取凈化中低品位磷礦生產(chǎn)的濕法磷酸的方法》萃取劑采用醇-酮混合溶劑，混合溶劑醇-酮體積比為2:8～3:7，加入體積3～5％的增效劑，其中醇為正丁醇，酮為甲基異丁基酮，增效劑為環(huán)己酮或異戊醇，洗滌工序則是在反萃液中加入了碳酸鈉，磷酸鈉鹽溶液水洗有機相之后，再進入萃取工序。這三個專利的共同點都是利用舊型萃取劑，即把磷酸萃取到有機相中，雜質(zhì)則留在萃余液里面，然后再用純水將有機相中的磷酸反萃出來，反萃出來的部分稀磷酸再返回洗滌含有磷酸的有機相，洗滌之后再進行萃取，這加大了萃取劑的用量，并且此工藝從有機相中反萃磷酸的時候必須用純水或軟水反萃，以防帶來其它雜質(zhì)，反萃出的磷酸還會帶走少量的萃取劑，這都增加了整個工藝的成本。專利200610022562.1《一種利用中低品位磷礦制備高濃度磷酸的方法》則是將洗水充分洗滌磷石膏之后，部分洗液用來生產(chǎn)沉淀磷酸鹽，其余部分返回到萃取槽中，這雖然也減少了磷酸損失，但是增加了生產(chǎn)磷酸鹽的工序。

我國是濕法磷酸產(chǎn)量大國，各企業(yè)亦熱衷于開發(fā)濕法磷酸凈化工藝，目前只有以磷酸三丁酯為主的萃取劑工藝在少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，但面臨著萃取劑耗量大、選擇性低、生產(chǎn)成本過高等問題，而且這種傳統(tǒng)萃取劑還會產(chǎn)生大量的尾酸，造成P₂O₅價值降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種從濕法磷酸中直接萃取金屬陽離子凈化濕法磷酸的方法，萃取過程中，只有稀酸中的陽離子進入有機相內(nèi)，這就使得磷酸損失率大大降低，不存在低附加值的尾酸。并在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，將洗水循環(huán)使用，減少整個流程的磷損失、簡化工藝、降低能耗和成本。

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種利用磷礦制備凈化磷酸的方法。

本發(fā)明利用磷礦制備凈化磷酸的方法，包括步驟如下：

1)磷礦反應(yīng)：將磷礦和硫酸混合攪拌反應(yīng)，反應(yīng)充分后得到料漿；

2)過濾：將步驟1)所得料漿經(jīng)過濾得到粗磷酸和濾餅，加水沖洗濾餅得洗水1備用；

3)萃取分離：步驟2)所得粗磷酸用萃取液混合逆流萃取得有機相1和水相1；有機相1含金屬陽離子，水相1為凈化磷酸；萃取溫度為20～70℃，萃取時間為10～50min；萃取液與粗磷酸的體積比為萃取液：粗磷酸＝3～5：1；所述萃取液為萃取劑和稀釋劑的混合溶液，萃取劑與稀釋劑的體積比為1︰1～1︰5；所述萃取劑為有機磷系萃取劑、有機磺酸系萃取劑或有機羧酸系萃取劑；稀釋劑為磺化煤油或環(huán)己烷；

4)洗滌：有機相1用洗水1洗滌回收其中夾帶的磷酸，然后靜置分相，得有機相2和水相2，其中，洗滌溫度30～80℃，洗滌時間為10～60min，有機相1與稀磷酸的體積比為1～3︰1；水相2返回步驟1)；

5)反萃分離：