[發明專利]一種從鹽酸法濕法磷酸溶液中萃取氯離子的方法

在審

• 申請號: 202110156070.6
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112850675A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 曾鋼興;丁一剛;龍秉文;鄧伏禮;張逸;戴亞芬;余瑩;居麗;梁蕾;杜治平;劉生鵬
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學;湖北祥云(集團)化工股份有限公司
• 主分類號: C01B25/237
• 分類號: C01B25/237
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李艷景;崔友明

本發明公開了一種從鹽酸法濕法磷酸中萃取氯離子的方法，其步驟為：將適量破乳劑加入鹽酸法濕法磷酸溶液中攪拌混合進行預處理，將三辛胺和正辛醇混合組成萃取有機相加入到預處理后的濕法磷酸溶液中進行萃取，萃余液直接用于濃縮制備工業級磷酸；最后用氨水溶液對萃取后的有機相進行反萃，反萃后的有機相返回到預處理后的濕法磷酸溶液中循環使用。該方法適用于鹽酸法制備工業磷酸中氯離子的萃取分離，對氯離子有很高的選擇性，有機相可重復使用，減少了磷酸損失，并大大降低生產成本，在相對簡單的實驗條件下，實現了鹽酸法濕法磷酸溶液中氯離子的有效分離，得到高純度的磷酸。

技術領域

本發明屬于鹽酸法濕法磷酸技術領域，具體涉及一種從鹽酸法濕法磷酸溶液中萃取氯離子的方法。

背景技術

濕法磷酸的生產工藝更加簡單，普適性更好，關鍵是對磷礦品位要求不高，更加適用于中低品位磷礦。所以，濕法磷酸現在已經成為主導的磷酸生產工藝。因濕法磷酸生產過程中選用的無機酸不同，其生產工藝可分為鹽酸法、硝酸法和硫酸法三種其中硫酸法是當前濕法磷酸工業中的主流工藝，該方法在工業應用中已非常成熟，并且適用于低品位磷礦。硫酸法雖然工藝簡單、能耗低，但存在以下缺點：(1)生產需要消耗大量的H₂SO₄我國硫資源缺乏，大部分的硫磺依靠進口，因此，使生產成本增加；(2)生產一噸磷酸約產生4.5噸磷石膏，磷石膏的處理利用還是一個難題。

鹽酸法可以從根源上消除磷石膏。我國現在主要是通過硫酸法生產磷酸，磷石膏堆存已造成嚴重的環境負擔，磷石膏的治理壓力日益劇增。隨著國家對生態環境的日益重視，對硫酸法的限制越來越大。鹽酸法是指用鹽酸分解磷礦制備磷酸的方法。鹽酸原料來源廣泛，是很多工藝流程的副產物；鹽酸分解磷礦副產物有眾多用途，且由于鹽酸溶解性好而有利于磷礦伴生稀土元素回收。總的來說，鹽酸法對環境的污染相對較小，并且適用于中低品位磷礦，適合中國國情，所以鹽酸法具有一定的發展優勢。但是鹽酸法制備的濕法磷酸含有大量的氯離子，必須將其分離才能得到較為純凈的磷酸，從上世紀以來國內外大多采用萃取磷酸的方式來分離濕法磷酸與氯離子，在現有的技術還未發現有通過萃取氯離子來達到分離效果的方法。

近年來，我國在氯離子的溶劑萃取研究主要集中于鹽酸和硝酸、磷酸、硫酸的萃取分離，所用的萃取劑主要有胺類萃取劑和中性萃取劑，例如已有報道陳敏華等以甲苯、異辛醇為稀釋劑，TOA(三辛胺)為萃取劑，研究了對某冷軋鋼板廠的除銹廢鹽酸進行萃取分離，在30％TOA+60％甲苯+10％異辛醇(均為體積百分比)時，鹽酸萃取效果好。但是該方法用于鹽酸分解磷礦生成較低濃度的磷酸復雜溶液體系，萃取過程中容易產生嚴重乳化，難以分相，造成有機相的損失。歐陽貽德等還報道了中性萃取劑對鹽酸的萃取分離，其特點是以異戊醇為萃取劑，對氯化物磷酸體系中磷酸和鹽酸進行萃取分離，高濃度下鹽酸萃取效果好，低濃度下鹽酸萃取效果不佳。中國專利CN2016105112591“一種利用磷礦制備凈化磷酸的方法”，其特點利用DNNSA、P204、P507、Cyanex272、環烷酸、叔碳酸中的至少一種為萃取劑，稀釋劑為磺化煤油或環己烷，得到的凈化磷酸中的氯離子含量超標，降低了產品的質量并不能直接作為工業磷酸使用，仍需繼續凈化。中國專利CN201610686625.7“一種鹽酸法制工業磷酸的萃取劑及其萃取方法”，其特點是利用磷酸三丁酯、正丁醇、異丙醇、正丁醚、異丙醚、高碳酮、脂肪胺、十六烷基三甲基氯化銨、油基聚氧乙烯醚磺酸酯等物質中的多種混合組成萃取劑，通過萃取磷酸，凈化分離出磷酸與氯離子。但是在整個過程中經過了復雜的多級萃取和酸洗等操作，整個工藝過程較為復雜，萃取劑損耗較大。

濕法磷酸產品如磷酸制磷肥或飼料等，如果氯含量超標必然會影響植被以及農作物生長，輕則導致部分農作物無法合成蛋白質，危害植被和農作物的正常生長，重則會使大部分農作物和植被中毒死亡，因此如何通過簡單方法分離鹽酸法濕法磷酸溶液中的氯離子是當務之急。

發明內容