[发明专利]一种去除磷酸杂质的方法及装置

说明书

本发明公开了一种去除磷酸杂质的方法及装置，方法步骤包括：将初品磷酸溶液通入沉淀槽内，同时往沉淀槽内加入沉淀复合剂，使初品磷酸溶液内杂质沉淀，所述沉淀复合剂由壳聚糖改性硅胶和絮凝剂混合制成；将沉淀槽底部沉淀的杂质每隔10‑30min排出一次，且往排出的渣酸杂质中加入助滤剂后进行过滤，其中滤液重新导入沉淀槽内，滤渣萃取回收；将沉淀槽内的成品磷酸溶液排出。装置包括磷酸底槽、沉降槽、磷酸储槽、渣酸槽、过滤槽和萃取槽。该方法及装置能将磷酸中的金属离子、有机物、盐类等杂质有效去除，尤其通过加入壳聚糖改性硅胶，针对重金属离子的去除率达到99.5％以上，由此可有效提高磷酸或以磷酸为原料的产品的纯度，同时避免生产过程中结垢现象。

技术领域

本发明涉及磷肥制备技术领域，具体涉及一种去除磷酸杂质的方法及装置。

背景技术

制造磷铵的主要原料是磷酸。磷酸是从磷矿石转化而来，磷酸以其制得方法，可以分为干法磷酸和湿法磷酸。

干法磷酸的生产主要是通过磷矿石在电炉中经高温分解，使磷升华出来，经过收集得到升华磷，即纯度极高的黄磷，然后用它制得磷酸。这种磷酸是杂质极少、纯度极高的磷酸。但在生产过程中耗能很大，还存在环保问题，生产成本过高，生产规模也受到很大的制约，从而不适合用在肥用磷铵生产上。

湿法磷酸的生产主要是将磷矿石加水研磨为泥浆状物，然后和浓硫酸反应，而生成磷酸和硫酸钙沉淀，经过滤后得到硫酸钙和稀磷酸。这种湿法生产的磷酸具有耗能小，环保问题不多，生产成本低，适用于大量生产肥用磷铵上。但这种工艺方法所生产的磷酸，会将磷矿石中的无机的和有机的杂质混入稀磷酸中，所以湿法生产所得的磷酸中存在大量的杂质，主要为钙、镁、铝、铁、钠、钾等金属阳离子，也有硫酸根、硅酸根、氯根、硅铝酸根及他们所构成的沉淀性的结垢性盐类，还有有机物和生物有机凝胶类物质。由于有这种大量的成垢物质存在，湿法磷酸会不断有垢的形成，以这种磷酸用为原料生产的磷铵化肥，会因为其中不溶物和杂质含量高而影响其纯度，达不到工业级滴灌肥的质量标准，它们溶在水中之后会得到的像泥浆、混汤状的物质，不能用于滴灌系统中，否则会发生淤积和堵塞。

因此，在生产磷铵之前，需要对原料磷酸进行除杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除磷酸杂质的方法及装置，以提高磷酸或以磷酸为原料的产品的纯度，同时避免生产过程中结垢现象。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种去除磷酸杂质的方法，步骤包括：

步骤一：将初品磷酸溶液通入沉淀槽内，同时往沉淀槽内加入沉淀复合剂，使初品磷酸溶液内杂质沉淀，所述沉淀复合剂由壳聚糖改性硅胶和絮凝剂混合制成；

步骤二：将沉淀槽底部沉淀的杂质每隔10-30min排出一次，且往排出的渣酸杂质中加入助滤剂后进行过滤，其中滤液重新导入沉淀槽内，滤渣萃取回收；

步骤三：将沉淀槽内的成品磷酸溶液排出。

进一步改进在于，所述壳聚糖改性硅胶的制备方法为：

(1)选用粒径为0.1-0.5μm的硅胶颗粒，将硅胶颗粒用2-6mol/L的磷酸浸泡12-18h后用去离子水洗涤至中性，再于80-120℃下烘干至恒重，得到硅胶基体备用；

(2)将N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和60-80vt％乙醇溶液按1g:15-20mL的比例混合，搅拌至完全溶解后，静置8-20h，得到偶联液备用；

(3)将壳聚糖与低分子醇按1g:30-50mL的比例混合，再加入占体系总体积0.5-2％的活化剂，进行超声分散3-5min，得到壳聚糖改性液备用；

(4)将所述硅胶基体、偶联液和壳聚糖改性液混合，75-85℃加热回流4-8h，固液分离后进行洗涤干燥，即得壳聚糖改性硅胶。