[發明專利]一種基于離子交換膜的濕法磷酸萃余酸凈化工藝

在審

• 申請號: 202010143078.4
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111204725A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 紀鎂鈴;黃春梅;李燕玲
• 申請（專利權）人: 廈門市科寧沃特水處理科技股份有限公司
• 主分類號: C01B25/238
• 分類號: C01B25/238
• 代理公司: 廈門市寬信知識產權代理有限公司 35246
• 代理人: 巫麗青;寧霞光

本發明公開了一種基于離子交換膜的濕法磷酸萃余酸凈化工藝，包括預處理、預熱、擴散滲析凈化分離和膜電容去離子深度凈化分離工序。本發明采用離子交換膜的物理分離方法，在不添加其他化學成分的條件下，通過合理設計萃余酸和接收液的流向和流速，利用離子交換膜的選擇透過性實現磷酸和雜質金屬離子的有效分離，鎂、鋁、鐵等主要金屬離子的去除率高達55％?95％，凈化效果好。

技術領域

本發明涉及濕法磷酸凈化領域，具體來說涉及一種濕法磷酸萃余酸凈化綜合利用工藝。

背景技術

磷酸是生活用品和工業生產的重要化工原料，用于生產磷肥、飼料營養劑、食品添加劑等。生產磷酸的方法主要有濕法和熱法兩種。熱法磷酸純度高，可以用于制備精細磷酸鹽。然而，熱法磷酸工藝能耗較大、投資和生產成本較高。與熱法磷酸相比，濕法磷酸雖然品質較低，但其生產費用也較低。

通過適當方法凈化后的濕法磷酸質量可適應工業要求。其中，溶劑萃取法凈化濕法磷酸具有產品純度高、能耗和原料消耗低、分離效果好等優點，是目前最成功有效的濕法磷酸凈化方法，也是唯一大規模工業化運行的方法。溶劑萃取法的技術核心是將雜質含量較高的濕法磷酸通過有機溶劑萃取分離得到凈化磷酸(工業級磷酸或食品級磷酸)。目前溶劑萃取法凈化磷酸僅能實現50％-70％的P₂O₅萃取率，副產品萃余酸中還含有大量的P₂O₅，但其中鐵、鋁、鎂雜質含量也較高。

目前國內萃余酸的利用主要集中在生產磷酸一銨、磷酸二銨等農用化肥領域。近年來由于高濃度磷復肥產能過剩，磷肥市場價格波動較大，萃余酸的利用價值無法體現。為提高萃余酸的回收利用價值，開發新的萃余酸的凈化和回收利用技術對濕法磷酸凈化產業的可持續性發展具有現實意義。

萃余酸具有P₂O₅含量高、雜質種類多而含量高、粘度大等特點，凈化難度極大。而現有的磷酸凈化方法適用于處理條件較單純、雜質含量有限(尤其是金屬離子，特別是鎂離子的含量不高)的磷酸，并不能適應萃余酸的凈化。

目前國內有關萃余酸的凈化報道很少。中國專利號CN101708830B公開了一種萃余酸的凈化方法，將萃余酸預熱至50-75℃后，在攪拌下加入其體積量3-5倍的混合溶劑(混合物以95％乙醇與異丙醇按體積比為1：1-1：4混合得到)；反應、靜置、冷卻至室溫后過濾得到清夜，清夜在真空度0.08Mpa、溫度60-80℃條件下蒸餾回收醇，得到凈化萃余酸。采用這種溶劑沉淀法凈化萃余酸，其金屬鎂的去除率70％。中國專利公開號CN110482507A公開了一種降低萃余酸中金屬離子的方法，將萃余酸放入恒溫水浴鍋中加熱升溫至0-70℃，加入氨水與氟化合物的混合物，攪拌反應1-4h后，靜置12-36h，過濾得到清夜即為凈化萃余酸。但是這種化學沉降法處理得到的萃余酸，其鎂離子去除率只有20-49％、鋁離子去除率只有30-54％。

不管是溶劑沉淀法還是化學沉淀法，都能使萃余酸中的金屬離子發生沉淀，從而達到去除雜質離子的效果。然而，其金屬離子的去除率低，且生成的沉淀物仍需要采用物理過濾等方法實現分離、分離流程繁瑣，難以在工業中大規模工業化。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于克服上述缺點而提供的一種基于物理分離、金屬離子去除率高、操作流程簡單、運行成本低、具備工業推廣可行性的的濕法磷酸萃余酸凈化方法，包括預處理、預熱、擴散滲析凈化分離和膜電容去離子深度凈化分離工序。

本發明采取的具體技術方案是：

一種基于離子交換膜的濕法磷酸萃余酸凈化工藝，包括下述步驟：

(1)將溶劑萃取法生產濕法磷酸凈化酸過程中產生的萃余酸，使用1-5微米孔徑過濾工藝進行過濾，得到過濾后的萃余酸；