[發明專利]一種濕法磷酸的凈化工藝

有效

• 申請號: 201610517719.1
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106145076B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 楊林;唐聰;張志業;王辛龍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01B25/238
• 分類號: C01B25/238
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司51226
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明涉及濕法磷酸的凈化工藝，特別涉及濕法磷酸凈化過程萃取液的反萃再生。

背景技術

濕法磷酸是磷酸生產的一種重要方法，相較于熱法磷酸，其生產成本低、能耗低，符合國內國際節能減排的要求。然而國內中低品位的磷礦決定了我國濕法磷酸的品質普遍偏低。濕法磷酸凈化技術成了我國濕法磷酸利用的至關重要技術。

濕法磷酸凈化方法主要有化學沉淀法、結晶法、離子交換法和溶劑萃取法。溶劑萃取法產能大，操作性強，成為國內外研究的重點。早在1969美國專利U.S.P 3975178就已經提出了使用溶劑萃取法凈化濕法磷酸，且在國外已經工業化。國外在萃取法凈化濕法磷酸行業上做的比較好的有英國ABright&Wilson公司、法國Rhone Poulenc公司、以色列IMI公司以及比利時Societe de Prayon公司。國內如貴州甕福集團，云南云天化集團等公司在2000年后也逐漸實現了溶劑萃取凈化濕法磷酸的工業化。

目前國內外采用的溶劑萃取法使用TBP、MIBK等萃取劑萃取濕法磷酸中磷酸。以中國專利CN200510019734.5為例：首先將粗磷酸進行脫硫、脫氟、脫色等前處理；再使用醛-酮復合萃取劑萃取磷酸，萃取液排出；萃取液(有機相)經過反萃后的低濃度磷酸洗滌，洗滌后洗水轉入原磷酸進行萃取；有機相轉入下一步反萃，再經過濃縮、精制等步驟獲得工業級磷酸。洗滌過程使用反萃后得到的低濃度磷酸洗滌。其他專利如CN201510021984，CN201010212175等也大同小異，其磷酸的走向均是從原磷酸進入萃取相，再經反萃到水相；其反萃過程均是使用水(有的使用熱水)反萃。不足之處在于：①原磷酸在萃取前需要濃縮到40-50％，且萃取完成后使用水反萃效率很低，反萃后濃度在20-30％之間，需濃縮到70-80％再進行后續處理，也就是說前后需要兩次濃縮，工藝復雜、能耗大且成本高。②上述方法萃取磷酸的效率不高，一般萃取率在60-80％之間。③使用水反萃磷酸，反萃后得到稀磷酸濃度低。

借鑒于冶金工業，萃取金屬離子的想法被提出。已有文獻研究了酸性萃取劑萃取金屬離子的機理，同時四川大學劉代俊等還研究了從DNNSA-磺化煤油中反萃Mg的工藝條件的研究，北京化工大學研究了從P204中反萃鐵的機理及工藝條件。但都僅局限于理論研究，沒有提出工業上切實可行的反萃過程、方案。完整的萃取法萃取濕法磷酸中陽離子及其反萃過程有待提出。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種新的酸性萃取劑萃取濕法磷酸中雜質陽離子(以鐵鎂鋁離子為主要萃取對象)的工藝以及其萃取方法。此方法操作簡單，工藝流程短，凈化副產物等均能得到充分利用。

本發明解決的技術問題是提供濕法磷酸凈化工藝。

本發明濕法磷酸凈化工藝，包括如下步驟：

⑴粗磷酸萃取分離：

粗磷酸與萃取液混合逆流萃取得有機相1和水相1；萃取溫度為20～70℃，萃取時間為10～120min；萃取液與粗磷酸的體積比為萃取液：粗磷酸＝3～5：1；其中，所述萃取液為酸性萃取劑與稀釋劑的混合物，酸性萃取劑與稀釋劑的體積比為酸性萃取劑：稀釋劑＝1︰1～1︰5，所述酸性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己烷；所述粗磷酸為濕法磷酸工藝生產得到的磷酸；

⑵洗滌分離：

步驟(1)所得的有機相1使用稀磷酸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20～70℃，洗滌時間為10～60min，有機相1與稀磷酸的體積比為1～3︰1；

⑶反萃分離：

使用濃度為5～50wt％的反萃液反萃有機相2至少3次，反萃后靜置分相得有機相3和水相3，所得有機相3即為再生萃取液，返回步驟⑴使用；其中，反萃溫度為20～70℃，反萃時間為10～120min；所述反萃液為強酸或中強酸，反萃液用量m按照下式計算：

式中，n_c-步驟⑴中萃取劑的物質的量，e_c-步驟⑴中萃取劑的電荷量，e_f-反萃液的電荷量，M_f-反萃液的相對分子質量，w_f-反萃液的質量濃度，δ-過量率，過量率為5-30％；

⑷濃度監測：