[發明專利]一種濕法磷酸的脫氟方法及系統

有效

• 申請號: 202010716259.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111874884B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 黃忠;曾舟華;易忠敏;黃河;何俊;余雙強;張險峰;徐超;查炎華
• 申請（專利權）人: 湖北祥云（集團）化工股份有限公司;洲際聯科技（北京）有限公司
• 主分類號: C01B25/237
• 分類號: C01B25/237;C01B25/235;C01B25/01
• 代理公司: 武漢惠創知識產權代理事務所(普通合伙) 42243
• 代理人: 童思明

本發明實施例提供了一種濕法磷酸的脫氟方法及系統，屬于磷酸生產技術領域。該方法包括：在反應釜中加入磷礦漿，將硫酸和來自反應釜的反應液均均勻噴淋在反應塔內的脫氟填料的表面上，同時反應釜產生的尾氣送反應塔內至脫氟填料下方，噴淋液與尾氣于脫氟填料上逆流接觸進行脫氟，脫氟后的反應液回流至反應釜繼續反應，反應塔的尾氣送吸收塔回收氟。本發明將反應液與硫酸在脫氟填料表面上混合反應，使表面反應面積大大增加，硫酸與含氟反應液反應發熱，產生的含氟蒸汽幾乎不與反應釜中液體接觸，同時反應釜產生的高溫水蒸氣與反應液于脫氟填料上逆流接觸也利于氟溢出；氟的回收率大大提高，可達18%以上，能提升80%以上。

技術領域

本發明屬于磷酸生產技術領域，特別涉及一種濕法磷酸的脫氟方法及系統。

背景技術

氟是一種反應性能極高的元素，被稱為是“化學界頑童”。但氟一旦與其它元素結合，就會成為耐熱、難以被藥品和溶劑侵蝕的具有“高度安全性能”的化合物，氟化合物化學性質穩定，氟具有很強的非金屬性。氟僅以礦物質的形式出現，工業上主要的含氟礦物質為螢石、氟磷灰石。螢石的化學式為(CaF₂)，有各種顏色，在世界各地都大量分布，是氟的主要來源；螢石礦的開采是全球氟的最大來源，由于長期的開采，我國螢石礦的儲量逐漸減少，這就意味我們必須考慮到螢石礦的資源短缺問題。我國磷礦伴生氟資源儲量相當于國內已探明螢石儲量的13.67-16.71倍,每年開采的磷礦石量達5000多萬噸,伴生氟有150多萬噸,其中大部分未能回收利用,氟的流失量遠大于國內當年螢石需求量中氟的總量,磷礦、螢石是不可再生資源,有效利用氟資源是持續發展氟化工的必然選擇。氟磷礦石主要用于磷酸的生產，在用磷礦石生產磷酸過程中產生大量的含氟氣體，目前最常見的方法是用水吸收生成氟硅酸，再將氟硅酸用于生產其他產品，回收磷礦伴生氟資源。

現有的脫氟過程為：磷礦漿與硫酸在反應釜中反應，反應產生的尾氣送吸收塔回收氟，吸收塔中通常噴淋水以氟硅酸的形式回收氟。

申請人發現，采用前述方法，磷礦漿與硫酸反應生成磷酸的過程中，氟的回收率僅為10%左右。因此，在磷酸合成中，我們將面臨如何減少氟或氟的其他化合物進入磷酸和磷石膏中，將大量的氟以氟硅酸的形式回收再利用。

發明內容

本發明實施例提供了一種濕法磷酸的脫氟方法及系統，該工藝將反應液與硫酸先在脫氟填料表面上混合反應，然后流入反應釜中繼續反應，反應過程中產生富含氟化物的蒸汽盡快送去淋洗脫氟，得氟硅酸產品，尾氣達標后排放。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種濕法磷酸的脫氟方法，該方法包括：在反應釜5中加入磷礦漿，將硫酸和來自反應釜5的反應液均均勻噴淋在反應塔10內的脫氟填料11的表面上，同時反應釜5產生的尾氣送反應塔10內至脫氟填料11下方，噴淋液與尾氣于脫氟填料11上逆流接觸進行脫氟，脫氟后的反應液回流至反應釜5繼續反應，反應完成后由反應釜5得到脫氟磷酸，反應塔10的尾氣送吸收塔17回收氟。

進一步地，在本發明實施例中，反應塔10內上部且位于脫氟填料11上方設有反應液噴頭12和硫酸噴頭18用于分別噴淋反應液和硫酸，反應釜5產生的尾氣由其頂部的排氣口通過排氣管1送至反應塔10下部的進氣口，脫氟后的反應液由反應塔10底部的出液口送至反應釜5內的反應液面上方，反應塔10的尾氣由其頂部的排氣口排出。

具體地，本發明實施例中的反應液噴頭12的噴淋量是硫酸噴頭18的噴淋量的0.5-2.0倍。

其中，本發明實施例中的脫氟填料11為由邊長100-1000mm的耐酸磚塊或板塊按其與豎直方向的夾角小于10°和塊間距或板間距80-150mm的要求堆砌而成。

其中，本發明實施例中的吸收塔17內填充有吸收填料16，所述反應塔10排出的尾氣通過帶有風機13的管路送至吸收塔17內且位于吸收填料16下方，所述吸收塔17內且位于吸收填料16上方設有洗液噴頭19，洗液與氣體在吸收填料16上逆流接觸，于吸收塔17底部得到氟硅酸。