[发明专利]一种在硫酸法湿法磷酸溶液中沉淀法脱除倍半氧化物的方法

说明书

本发明属于硫酸法湿法磷酸技术领域，一种从硫酸法湿法磷酸溶液中脱除倍半氧化物的方法。主要步骤为1）将邻苯二甲酸、白炭黑和草铵混合组成复合沉淀剂，搅拌混合于硫酸法湿法磷酸溶液中进行沉淀脱除，使湿法磷酸中的倍半氧化物转到沉淀中；2）经过10h静置沉淀，再经过抽滤进行分离；3）分离得到的沉淀物可用于肥料的生产使用。本发明不仅工艺流程简单，操作简单，而且分离提取效果好。

技术领域

本发明属于硫酸法湿法磷酸技术领域，一种在硫酸法湿法磷酸溶液中沉淀法脱除倍半氧化物的方法。

背景技术

磷酸是一种重要的化工原料，被广泛运用于农业、工业、食品、医药等领域。磷酸主要有热法与湿法两种生产工艺。热法磷酸是采用电炉法制备单质黄磷后，再经过氧化、吸收而得，所得的磷酸纯度较高，但对原料要求高，且能耗大。而对于国内原料而言，磷矿品位普遍偏低，热法磷酸生产成本高，不利于大规模工业生产。湿法磷酸是利用酸分解磷矿，经固液分离后得到磷酸，具有适应性广、能耗低等优点，关键是对磷矿品位要求不高，更加适用于中低品位磷矿。所以，湿法磷酸现在已经成为主导的磷酸生产工艺。

湿法磷酸是磷化工的重要的中间产品，一直被用于磷酸钾、磷酸铵、复合肥料等的生产，主要是由于湿法磷酸所含杂质多，主要含铁、镁、铝等磷酸盐和游离的硫酸等，因此湿法磷酸难以作为使用高纯度磷酸的食品工业的原料。为使湿法磷酸的质量符合生产工业级、饲料级、甚至食品级磷酸要求，必须进行净化。故为了提高湿法磷酸的综合利用，对湿法磷酸进行高纯度净化显得尤为迫切。

国内外有关湿法磷酸净化技术的研究报道很多，通常采用的方法为有机溶剂萃取法、离子交换法和化学沉淀法。有机溶剂萃取法，是已实现工业化使用的净化工艺，所得净化酸品质好，基本上可以和热法磷酸媲美，不足之处在于净化成本高；离子交换法，适用于湿法磷酸深度净化的方法，所得净化酸也仅限于生产工业级与食品级磷化工产品，净化成本高；化学沉淀法，使杂质离子形成不溶性复合物沉淀，通过过滤或沉淀法进行分离。一般来说，化学沉淀法特点是工艺简单，处理成本低。本发明就属于化学沉淀法。

目前，国内关于采用化学沉淀法净化脱除湿法磷酸铁、镁、铝杂质报道很多，如刘洪波，王振杰等利用过氧化氢、氢氟酸、碳酸钠对湿法磷酸进行净化研究，铁、镁、铝去除率分别为45％、40％、24％以上。但是其所生产的沉淀为难溶性的磷酸盐，造成磷酸含量的损失。且去除率低，所得的酸液中铁、镁、铝杂质含量还是很高。中国专利CN201310262449.0“一种降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法”，通过向湿法磷酸中加入含氟铵类化合物，在加入量为0.5％-5％，陈化温度为30-80℃，陈化时间为5-48小时，经自然沉降后，得到镁、铝含量较低的净化湿法磷酸，但是该方法会引进氟离子的进入还需进一步对氟进行脱除，且该方法对于镁铝的去除率不理想。中国专利CN201610505287.2“一种饲料级湿法磷酸深度净化方法”，所述方法为利用无机盐氟化钠、氟化镁、硫酸钾、硫酸钠、磷酸钙、碳酸氢钙等中多种混合与湿法磷酸中的铝、镁结合生产难溶性复合无机盐沉淀下来，再除去氟，实现湿法磷酸深度净化。但是该方法所使用的净化药剂过多，且在处理过程中引进了过量的氟离子需要脱除，工艺过程复杂，能耗高。中国专利CN201510872467.X“一种非磷酸盐沉淀湿法磷酸净化技术”，所述技术是利用药剂与稀磷酸中阴、阳离子结合生成难溶性复盐，并以非磷酸盐形式沉淀下来，特点对湿法磷酸中铁、镁、铝、硫酸根等杂质的脱除效果稳定，反应条件简单，工艺流程短、处理成本低、P₂O₅回收率高。但是当面对高浓度的湿法磷酸时，因其流动性低，分离效果差，不易分离。

湿法磷酸在生产与运输途中，如果铁、镁、铝含量过高必然会增加磷酸溶液的密度与粘度，增大传质阻力、增加能源消耗，同时，导致湿法浓磷酸中淤泥生成，致使设备结垢和管道堵塞。铁、镁、铝离子的存在还会严重影响以磷酸为原料生产的后续产品的性能，例如降低肥料中水溶性五氧化二磷的含量，使肥料产品的物理性能变差，结块性上升，不利于肥料运输、贮存和施用。所以体现出铁、镁、铝离子脱除的重要性。而通过化学沉淀法分离铁、镁、铝离子相对于其他方法经济成本低，设备简单、工艺流程短、对环境污染少，适宜于大规模生产的新生产技术。