[发明专利]一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法，属于化工生产技术领域。

背景技术：

磷酸是工业生产中一种重要的基础化工原料。磷酸的生产方法分为湿法和热法两种。热法磷酸是以高品位磷矿石为原料，电炉中加热生成元素磷，再氧化水和而成的磷酸。但是热法磷酸是一种高能耗、高污染、高投资和高成本的“四高”产品，在当前节能减排的要求下，该方法的生产逐渐得到限制，其市场份额越来越低。湿法磷酸生产一般用低品位磷矿石与硫酸反应，生成磷酸和硫酸钙等，经过分离得到的磷酸称为湿法磷酸。由于生产过程应用酸溶矿石的特点，湿法磷酸中的杂质含量很高，主要用于化肥生产，净化的湿法磷酸可以替代热法磷酸，应用于工业生产。

净化湿法磷酸的方法很多，有沉淀法、物理吸附法、离子交换法、溶剂萃取法、结晶法等。其中，溶剂萃取法由于技术成熟、操作费用低、杂质去除效率高等特点，得到广泛的应用。中国专利文献CN1769163A(申请号200510021695.2)公开了一种用湿法稀磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和磷酸盐的方法，工序步骤包括预处理、二次脱硫脱氟、过滤分离、萃取、深脱硫、洗涤、反萃和浓缩。用湿法磷酸制备食品级磷酸的方法不仅要脱硫、脱氟、脱色，还要脱砷、脱重金属，反萃后深度脱氟和浓缩一并进行。该专利在一套装置上通过加入不同的操作，实现既可生产净化磷酸，也可直接生产多种磷酸盐的目的。该处理过程应用的方法多，所得产品杂质含量控制较好，但是工艺流程复杂，处理过程繁琐，费用相对较高。需要注意的是，虽然溶剂萃取法目前阶段有着较为广泛的应用，但是因其自身杂质离子在两相中不同分配比的特点，经此法净化处理的磷酸产品只能达到工业级，如果需要得到更高等级的磷酸，还需要借助于其他的净化方法。

现有技术中，含杂质较多的湿法磷酸直接溶液结晶有较大难度。湿法磷酸中过多的杂质起到阻碍晶体生成的作用，磷酸局部受热后会生成分子量大的多聚磷酸，使体系的粘度加大，两方面的作用造成湿法磷酸难以析出晶体，且直接净化为高等级的磷酸(如食品级、分析纯级等)须经历多次重结晶，工艺复杂且收率较低。中国专利文献CN101613093A(申请号200910102726.5)提供了一种半水晶体磷酸的生产方法，在10—30℃温度下，向磷酸中加入磷酸量0.1—1％的半水磷酸晶种，反应0—30min，然后以1—4℃/h的速率降温至2—22℃，保温，养晶过滤，得到半水磷酸晶体。该方法可以降低磷酸的储存成本和运输成本。中国专利文献CN1730385A(申请号200510013714.7)公开了一种结晶法净化湿法磷酸的方法，专利把原料酸经简单处理后，用溶剂沉淀法预净化，将得到的磷酸浓缩到85—90％后进行结晶操作，晶体产品分离洗涤稀释后达到食品级要求，再进行重结晶、三次结晶，晶体产品分离洗涤稀释后分别达到合格电子级、优质电子级磷酸要求。

检索专利及相关文献资料可知，对于湿法磷酸的处理，单一的溶剂萃取净化或半水磷酸结晶净化均难以得到纯度等级较高的磷酸。需要将萃取和之后的冷却结晶两步操作结合起来才能够完成从湿法磷酸到高品质磷酸的转化。而溶剂萃取后的结晶净化湿法磷酸则存在着工艺路线长、设备投资大、操作费用高且回收利用率偏低的缺点。

经检索，目前尚未见萃取过程中利用萃取相结晶净化湿法磷酸的专利和相关技术的报导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法，该方法为一种复合湿法磷酸净化方法，在现有湿法磷酸溶剂萃取净化的基础上，取萃取过程中的部分萃取相，实现萃取相中磷酸的结晶净化。该方法既能提高磷酸产品的品质，又可以缩短传统湿法磷酸净化的工艺流程，节省操作费用和设备投资，可同时获取多种纯度规格的磷酸产品，以满足市场的不同需求，提高净化过程中产品的收率，实现磷资源的高效利用，创造良好的经济效益。

本发明的技术方案如下：

一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法，包括步骤如下：

(1)取浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相，经离心分离去除残余水相，去除残余水相后的有机萃取相作为萃取过程中结晶净化磷酸的原料液，将去除残余水相后的有机萃取相冷却至萃取相结晶温度，保温5～60min，得预处理后有机萃取相；

(2)采用萃取剂磷酸结晶粉末做晶种，将晶种在搅拌下加入步骤(1)得到预处理后的有机萃取相中，降温至5～20℃，在5～20℃下进行结晶养晶1～6小时，得结晶混合物；