[发明专利]一种用磷铁制备磷酸的方法

说明书

本发明公开了一种用磷铁制备磷酸的方法，包括以下步骤：S1.粉碎处理：将所述磷铁加入磨粉机进行研磨，并筛分得到颗粒料；S2.氧化焙烧：将所述颗粒料加入焙烧炉，并向通入空气对所述颗粒料进行焙烧得到混合氧化物，所述混合氧化物包括Fe₂O₃、P₂O₅、SiO₂；S3.加热还原：将所述混合氧化物加入高温炉，并在高温条件下向所述高温炉通入还原性气体，反应后得到还原产物，所述还原产物包括P₂O₅、Fe、SiO₂；S4.磁选分离：将所述还原产物加入磁选机，通过磁选分离出Fe，得到P₂O₅和SiO₂的混合物；S5.固液分离：将所述P₂O₅和SiO₂的混合物加入冷水中进行反应，并通过无机膜将反应液和固体分离，最后干燥所述固体得到SiO₂；S6.制备磷酸：将所述反应液通入热水，最终反应得到磷酸溶液。

技术领域

本发明涉及矿物化工技术领域，具体是一种用磷铁制备磷酸的方法。

背景技术

磷铁是一种热法制磷或钙镁磷肥等生产过程中的副产物，是一种含磷(P)20～26％，含铁(Fe)35～47％，含硅(Si)0.1～6％的共生化合物。磷铁可改变钢的抗蚀性和切屑性，作为冶金中的合金添加剂和脱氧剂，广泛用于汽车缸套、发动机滚轴及大型铸造件以增加机械部件的抗腐蚀性和耐磨性。

据统计，每生产1t黄磷所产生的磷铁副产物高达130～150kg，由于磷铁中含有20～26％的磷。目前，中国大多数磷化工生产企业对副产磷铁的利用尚不充分，有些企业直接将其作为废渣处理，从而导致磷化工中的磷铁资源利用率低下，变相造成了磷铁资源的极大浪费。然而，随着我国黄磷制造业的发展，磷矿资源愈加枯竭，同时磷铁的产量也越来越大。因此，合理回收利用磷化工所产生的大量磷铁便日渐重要。

中国专利文献CN201110262951.2，申请日，名称为：利用黄磷副产磷铁渣制备氧化铁红和磷酸钠的方法，公开了一种以黄磷副产磷铁渣为原料，采用磷铁渣与氢氧化钠按比例混合、焙烧、水浸的方式，经固液分离、洗涤、烘干得到氧化铁红，再将溶液浓缩、结晶、干燥得到磷酸钠成品的方法。本方法具备操作简便，工艺流程简单、资源利用率高、经济效益高等优点。

上述方法虽然可以解决磷铁利用的问题，但存在以下问题：

1)采用该方法制备得到的磷酸盐含有大量的杂质；

2)由于磷铁中含有0.1～6％的硅，反应产生了硅酸盐类物质，与酸、碱反应均能生成胶状物质，使得渣液难以分离获得高纯度的滤液和滤渣，既增加操作难度和成本，又无法保证产品纯度；

3)该方法未进行余热回收，热效率低。

因此，我们急需找到一种能够回收热能，且产物杂质少、纯度高的利用磷铁的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用磷铁制备磷酸的方法，以达到回收热能，且产物杂质少、纯度高的效果。

在本发明中，主要包含以下化学反应：

2FeP+4O₂→Fe₂O₃+P₂O₅

4Fe₂P+11O₂→4Fe₂O₃+2P₂O₅

Si+O₂→SiO₂