專利名稱：一種萃取凈化濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磷酸，具體來說，涉及溶劑萃取凈化濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，國(guó)內(nèi)外大多采用黃磷作為原料制備工業(yè)級(jí)磷酸。但由于熱法磷酸生產(chǎn) 不僅成本高，而且耗能多。在當(dāng)前世界各國(guó)節(jié)約能源、減少碳排放量的要求下，凈化濕法磷 酸替代熱法磷酸是大勢(shì)和潮流。濕法磷酸的凈化方法主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法和結(jié)晶法。在以 上方法中，溶劑萃取法由于產(chǎn)能大，操作性強(qiáng)在歐美各國(guó)進(jìn)行了廣泛的研究和采用，國(guó)內(nèi)研 究和發(fā)展較慢，目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)廠家通過引進(jìn)國(guó)外技術(shù)建成了工業(yè)化裝置，國(guó)內(nèi)研究技 術(shù)裝置化應(yīng)用報(bào)道較少。國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)曾介紹法國(guó)羅納-普朗克公司所采用的生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸和食品級(jí) 磷酸的溶劑萃取法Central Liqueur流程，該法以含40% 50% P205的濕法磷酸為原料，通 過澄清、脫色、萃取、洗滌、反萃、反萃后的酯相再用鹽水反萃、凈化酸脫砷、二效蒸發(fā)濃縮、 脫氟，采用的萃取劑是磷酸三丁酯，洗滌工序加入適量苛性鈉脫硫，反萃后對(duì)精制酸進(jìn)行脫 砷脫氟處理。其不足之處在于(1)通過添加硫酸提高萃取率，但在洗滌時(shí)須使用大量苛性 鈉；(2)萃余酸中的磷和硫沒有充分利用，被棄去或中和后堆置，不利于降低成本和環(huán)保。中國(guó)專利數(shù)據(jù)庫(kù)中，與濕法磷酸相關(guān)的專利數(shù)以十計(jì)，涉及生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的有 03117850. 2號(hào)《用濕法磷酸制備工業(yè)級(jí)磷酸和食品級(jí)磷酸的方法》、200410081600號(hào)《一種 凈化濕法磷酸的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備》、200710092904號(hào)《用濕法磷酸制備工業(yè)級(jí)磷酸、食品 級(jí)磷酸和工業(yè)磷酸一銨的方法》等。這些專利技術(shù)有其特點(diǎn)，但萃取過程中磷的收率、工業(yè) 級(jí)和食品級(jí)產(chǎn)品的得率一般只有50%左右，凈化產(chǎn)品收率及生產(chǎn)成本并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種萃取凈化濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的方法，以提高過 程中的萃取率和工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的收率，實(shí)現(xiàn)磷資源的高效利用、低成本和高附加值。發(fā)明人在原有濕法磷酸制備工業(yè)級(jí)磷酸的技術(shù)基礎(chǔ)上采用以下措施(1)在磷酸的預(yù)處理階段只進(jìn)行脫色處理和分離，采用先用活性炭脫色、后用雙氧 水脫色的兩級(jí)脫色方法；(2)萃取、洗滌、反萃主體設(shè)備均采用由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、澄清分離段、塔身及轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸 組成的轉(zhuǎn)盤塔；對(duì)轉(zhuǎn)盤塔增加保溫裝置，上下段設(shè)有充分的澄清分離段；(3)在萃取塔中部或中下部采用切線加入硫酸；(4)采用自動(dòng)溫控系統(tǒng)對(duì)板式換熱器進(jìn)行了純水升溫和再生溶劑的降溫處理。發(fā)明人提供的方法是第一步，脫色，用活性炭和雙氧水對(duì)磷酸進(jìn)行兩步聯(lián)合脫色先在原料磷酸中加入活性炭，攪拌下反應(yīng)；之后采用壓濾機(jī)進(jìn)行分離，接著在磷酸
4溶液中加入雙氧水；活性炭廢渣經(jīng)充分洗滌分離，裝袋外銷作為耐火材料的生產(chǎn)原料或返 回活性炭生產(chǎn)廠進(jìn)行再生后重復(fù)使用；第二步，萃取，用萃取劑萃取磷酸
使用的萃取設(shè)備為轉(zhuǎn)盤塔，脫色磷酸通過轉(zhuǎn)盤塔上部重相進(jìn)口進(jìn)入，萃取劑通過 轉(zhuǎn)盤塔下部輕相進(jìn)料口進(jìn)入，逆流萃取，在轉(zhuǎn)盤塔中部加入無機(jī)酸；經(jīng)萃取后重相由塔體下 部出液口連續(xù)排出，進(jìn)入生產(chǎn)肥料級(jí)產(chǎn)品系統(tǒng)；萃取后的有機(jī)相為連續(xù)相，從轉(zhuǎn)盤塔頂部排 出進(jìn)入洗滌塔；第三步，洗滌，用洗滌液洗滌有機(jī)相使用的洗滌設(shè)備也為轉(zhuǎn)盤塔，萃取后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔下部進(jìn)入，洗滌液從轉(zhuǎn)盤 塔上部進(jìn)口進(jìn)入，兩相逆流洗滌；經(jīng)洗滌后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔頂部排出進(jìn)入反萃塔，洗滌酸 進(jìn)入脫色磷酸中再次用于萃取磷酸；第四步，反萃，用純水將有機(jī)相中的磷酸萃取出來使用的反萃設(shè)備也為轉(zhuǎn)盤塔，洗滌后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔下部輕相進(jìn)料口進(jìn)入，純 水從轉(zhuǎn)盤塔上部加料口進(jìn)入，兩相逆流萃取；反萃所得磷酸除一部分用作洗滌液外，其余磷 酸進(jìn)入下一工序進(jìn)行脫硫或直接使用； 第五步，脫硫，用脫硫劑脫出磷酸中的硫酸根反萃所得磷酸進(jìn)入脫硫設(shè)備，用脫硫劑與其反應(yīng)，使硫酸根沉淀出來，磷酸從脫硫 設(shè)備自動(dòng)溢流至中間槽后，用泵送入壓濾機(jī)進(jìn)行分離，分離出的渣為硫酸鹽沉淀，濾液即為 磷酸，通過清液泵送入濃縮系統(tǒng)；第六步，濃縮脫氟，用真空濃縮提高磷酸濃度并除氟濃縮所使用的設(shè)備為列管式蒸發(fā)器，脫硫后的磷酸在真空和加熱條件下被濃縮， 加入脫氟劑降低磷酸中的氟含量，從而制得工業(yè)級(jí)磷酸。上述方法的第一步中，所述原料磷酸的濃度(以P2O5計(jì))為40% 58% ；所述 原料磷酸中加入的活性炭比表面積大于800 1200m2/g，加入活性炭的重量為磷酸重量的
2% ；所述反應(yīng)溫度60°C 80°C，攪拌強(qiáng)度3 4m/s，反應(yīng)時(shí)間Ih ；所述加入雙氧水 的重量為原料磷酸重量分?jǐn)?shù)為0. 5%。上述方法的第二步中，所述萃取劑為磷酸三丁酯或磷酸丁酯與稀釋劑煤油的混合 物，其中煤油的體積比為0 35%，磷酸三丁酯或磷酸丁酯的體積比為65% 100% ；所述 萃取后有機(jī)相中含有水，有機(jī)相與水相的相體積比為4 1 7 1，溫度為45°C 55°C ； 所述無機(jī)酸是硫酸或鹽酸或硝酸，無機(jī)酸的加入重量與原料磷酸重量比值為1 20 1 50。上述硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93 % 98 %。上述方法的第三步中，所述兩相中，有機(jī)相與水相的相體積比為15 1 30 1; 所述洗滌酸的溫度為55°C 65°C。上述方法的第四步中，所述純水是電導(dǎo)率為1 5μ s/cm經(jīng)換熱器升溫后的熱水， 其溫度為65°C 75°C ；所述兩相中有機(jī)相與水相體積比為4 1 6 1。上述方法的第五步中，所述脫硫劑是碳酸鋇、氫氧化鋇、磷酸二氫鋇中的一種，脫 硫劑加入的量為理論需要量的100% 105%，所述反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)； 所述的渣為硫酸鋇沉淀；所述分離采用板框式壓濾或轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)分離。
上述方法的第六步中，所述真空濃縮的真空度為85 95kPa，濃縮磷酸溫度為 85°C 90°C ；所述脫氟劑是二氧化硅，加入脫氟劑的比例為磷酸中氟含量的80% 100%。與現(xiàn)有技術(shù)的相比，本發(fā)明的有益效果在于(1)采用脫色劑分段加入原料磷酸 的工藝方法，使用活性炭和雙氧水分別對(duì)不同碳鏈長(zhǎng)度的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行吸附和分解，簡(jiǎn)化預(yù) 處理的工藝；(2)所用的轉(zhuǎn)盤塔穩(wěn)定，連續(xù)性強(qiáng)，維護(hù)費(fèi)用低；(3)萃取塔中部補(bǔ)入硫酸提高 了萃取系統(tǒng)的氫離子濃度，提高了磷酸向溶劑的分配系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了磷酸的高萃取率利用，萃 取塔萃取率達(dá)到95%以上，磷的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品收率達(dá)到90%以上；4)采用板式換熱器對(duì)水和 溶劑進(jìn)行換熱處理，系統(tǒng)的溫度參數(shù)穩(wěn)定，占地面積小。(5)脫硫中間產(chǎn)品硫酸鋇經(jīng)洗滌烘 干可作為工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行使用，提高元素利用率。


附圖為本發(fā)明的凈化濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程方框圖。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。實(shí)施例1 貴州川恒化工有限責(zé)任公司的20ktP205/a工業(yè)級(jí)磷酸生產(chǎn)裝置原料濃縮磷酸296t (實(shí)物)，指標(biāo)如下表 生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸步驟為一次脫色、分離、二次脫色、萃取、洗滌、反萃、脫硫、濃縮 脫氟。(1)脫色來自濕法系統(tǒng)的磷酸，溫度72°C，經(jīng)計(jì)量，以5m3/h的流量加入脫色反應(yīng) 槽，以146kg/h (磷酸重量的2. 0% )的量加入木質(zhì)粉狀活性炭5. 9t，反應(yīng)溫度65°C 72°C， 攪拌強(qiáng)度4m/s，連續(xù)反應(yīng)停留時(shí)間lh，采用壓濾泵輸送到板框式壓濾機(jī)進(jìn)行分離后酸液進(jìn) 入磷酸收集槽，采用泵送至磷酸貯槽，同時(shí)通過計(jì)量加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水1. 4t， 即雙氧水的重量為磷酸重量0. 5%，共得脫色磷酸292t，比重1. 46t/m3，脫色磷酸的P205% 為40. 3;得到活性炭洗滌稀磷酸7. 8t，洗滌所得磷酸含P205 23 %，返回濕法磷酸生產(chǎn)系 統(tǒng)；(2)萃取萃取溶劑采用磷酸三丁酯。比重為0.974。脫色酸與洗滌塔磷酸混合 原料，經(jīng)泵以7. 6m3/h送入萃取塔上部重相加入口，混合溶劑來自溶劑中轉(zhuǎn)槽，萃取相比為 4 1，經(jīng)泵計(jì)量以30. 5m3/h由萃取塔下部進(jìn)液口送入萃取塔，萃取塔轉(zhuǎn)速為3m/s，溫度為 45°C 52°C，硫酸在萃取塔中部進(jìn)入，加入量為磷酸質(zhì)量的1/50，流量為0. 222t/h的進(jìn)入 塔內(nèi)，下部萃余相進(jìn)入萃余酸收集槽，輸送至肥料系統(tǒng)，上部溶劑相經(jīng)澄清分離段后進(jìn)入洗 滌塔；溶劑相比重為1. 00t/m3 ；(3)洗滌來自萃取塔的溶劑相以36m3/h進(jìn)入洗滌塔下部，與來自的凈化磷酸進(jìn)行逆流洗滌，洗滌塔洗滌用酸由反萃凈化磷酸收集槽泵送入洗滌重相進(jìn)料口，洗滌相比為 30 1 ；流量為1. 2m3/h，溫度55°C 60°C，轉(zhuǎn)速為3m/s，洗滌后溶劑相經(jīng)上部澄清分離段 后進(jìn)入反萃塔下部進(jìn)料口 ；洗滌溶劑相比重為0. 98t/m3 ；洗滌塔下部液相為洗滌酸，經(jīng)澄清 分離段后由泵送到磷酸貯槽與脫色磷酸混合后再一次作為萃取原料使用；(4)反萃自洗滌塔上部的的溶劑相以34m3/h進(jìn)入反萃塔下部，純水經(jīng)泵送進(jìn)入 板式換熱器升溫處理后，以洗滌相比為4 l、8.5m3/h的流量由反萃塔上部重相進(jìn)料口，與 溶劑相進(jìn)行逆流接觸，溫度68 70°C，轉(zhuǎn)速為3m/s，反萃磷酸溫度為65°C，洗滌后溶劑相經(jīng) 上部澄清分離段進(jìn)板式換熱器進(jìn)行降溫處理后進(jìn)行循環(huán)使用；溶劑相比重為0. 97t/m3 ；反
萃所得磷酸指標(biāo)如下 累計(jì)共得反萃磷酸422. 4m3，計(jì)P2O5112t，溶劑萃取凈化收率95. 2% ；(5)脫硫和濃縮脫氟用泵連續(xù)將反萃所得磷酸送入脫硫槽，流量9m3/h，同時(shí)通過 計(jì)量加入脫硫劑碳酸鋇490Kg/h，進(jìn)行攪拌反應(yīng)，反應(yīng)溫度60°C 65°C，磷酸從脫硫槽自動(dòng) 溢流至中間槽后，用泵送入壓濾機(jī)進(jìn)行分離，渣經(jīng)過洗滌烘干可得工業(yè)級(jí)硫酸鋇產(chǎn)品；所得 清液泵送入真空濃縮系統(tǒng)加入脫氟劑得到工業(yè)級(jí)磷酸；所得清液進(jìn)入貯槽；流量為8. 5m3/ h的脫硫磷酸與12kg/h的二氧化硅在混合槽進(jìn)行充分混合后由泵輸送到真空濃縮系統(tǒng)進(jìn) 行濃縮脫氟得到2. 09m3/h工業(yè)級(jí)磷酸；濃縮所使用的設(shè)備為列管式蒸發(fā)器，真空度為85 95kPa，濃縮磷酸溫度為85°C 90°C。磷酸產(chǎn)品指標(biāo)如下 實(shí)施例2 生產(chǎn)裝置同實(shí)施例1，原料濃縮磷酸310t (實(shí)物)，指標(biāo)如下表 生產(chǎn)步驟為一次脫色、分離、二次脫色、萃取、洗滌、反萃、脫硫、濃縮脫氟。(1)脫色來前工段的濕法濃縮磷酸，溫度80°C，以5m3/h的流量經(jīng)計(jì)量加入脫色 反應(yīng)槽，以135kg/h(磷酸重量的1. 5% )的量加入煤質(zhì)粉狀活性炭4. 7t，反應(yīng)溫度78。C， 攪拌強(qiáng)度6m/s，連續(xù)反應(yīng)停留時(shí)間lh，采用壓濾泵輸送到板框式壓濾機(jī)進(jìn)行分離后酸液進(jìn) 入磷酸收集槽，采用泵送至?xí)嘿A磷酸槽，同時(shí)通過計(jì)量加藥裝置加入磷酸重量0. 5%的雙氧水，共加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %的雙氧水1. 5t，共得脫色磷酸302t，比重1. 78t/m3，脫色磷酸 己05%為57. 8 ；得到活性炭洗滌稀磷酸15t，洗滌所得磷酸含P20530%，返回?zé)煔鉂饪s系統(tǒng)；(2)萃取配制含有磷酸三丁酯80%和煤油含有20%的混合溶劑；脫色酸與洗滌 塔磷酸混合原料，經(jīng)泵送計(jì)量以3. 7m3/h進(jìn)入萃取塔上部重相加入口進(jìn)料，混合溶劑來自溶 劑中轉(zhuǎn)槽，萃取相比為7 1，經(jīng)泵送計(jì)量以25. 9m3/h由萃取塔下部進(jìn)液口進(jìn)入萃取塔，萃 取塔轉(zhuǎn)速為4. 5m/s，溫度48°C 55°C，硫酸加入量為磷酸質(zhì)量的1/20，流量為0. 329t/h進(jìn) 入萃取塔中部，下部萃余相進(jìn)入萃余酸收集槽，輸送至肥料系統(tǒng)，上部溶劑相經(jīng)澄清分離段 后由磁力泵送入洗滌塔；溶劑相比重為1. 02t/m3 ；(3)洗滌來自萃取塔的溶劑相以30. 3m3/h進(jìn)入洗滌塔下部，與來自的凈化磷酸 進(jìn)行逆流洗滌，洗滌塔洗滌用酸由反萃凈化磷酸收集槽泵送入洗滌塔，洗滌相比為15 1 ； 流量為2m3/h，溫度55°C 60°C，轉(zhuǎn)速為4. 5m/s，洗滌后溶劑相經(jīng)上部澄清分離段后由磁力 泵送入反萃塔下部進(jìn)料口 ；洗滌溶劑相比重為1. 01t/m3 ；洗滌塔下部液相經(jīng)澄清分離段后 由泵送到磷酸貯槽與脫色磷酸混合后再一次作為萃取原料使用；(4)反萃自洗滌塔上部的的溶劑相以29. 3m3/h進(jìn)入反萃塔下部，純水經(jīng)泵送進(jìn) 入板式換熱器升溫處理后，以反萃相比為6 1，加入純水4.88m3/h的流量由反萃塔上部 進(jìn)入塔內(nèi)，與溶劑相進(jìn)行逆流接觸，溫度68-70°C，轉(zhuǎn)速為4. 5m/s，反萃磷酸溫度為65°C，洗 滌后溶劑相經(jīng)上部澄清分離段進(jìn)板式換熱器進(jìn)行降溫處理后進(jìn)行循環(huán)使用；溶劑相比重為 0. 94。反萃所得磷酸指標(biāo)如下 累計(jì)共得反萃磷酸448. 4m3，計(jì)P205 169. 3t，溶劑萃取凈化收率97% ；(5)脫硫和濃縮脫氟用泵連續(xù)將反萃所得磷酸送入脫硫槽，流量6. 7m3/h,同時(shí)通 過計(jì)量加入脫硫劑碳酸鋇430kg/h，攪拌下反應(yīng)，溫度60°C 65°C，磷酸從脫硫槽自動(dòng)溢流 至中間槽后，用泵送入壓濾機(jī)進(jìn)行分離，渣經(jīng)過洗滌烘干可得工業(yè)級(jí)硫酸鋇產(chǎn)品；所得清液 泵送入真空濃縮系統(tǒng)加入脫氟劑得到工業(yè)級(jí)磷酸；所得清液進(jìn)入貯槽；流量為6. 5m3/h的 脫硫磷酸與8. 8kg/h的二氧化硅在混合槽進(jìn)行充分混合后由泵輸送到真空濃縮系統(tǒng)進(jìn)行 濃縮脫氟得到2. 32m3/h工業(yè)級(jí)磷酸；濃縮所使用的設(shè)備為列管式蒸發(fā)器，真空度為85 95kPa，濃縮磷酸溫度為85°C 90°C。工業(yè)級(jí)磷酸指標(biāo)如下 實(shí)施例3 生產(chǎn)裝置同實(shí)施例1，原料濃縮磷酸580. 7t (實(shí)物)，指標(biāo)如下表
生產(chǎn)步驟為一次脫色、分離、二次脫色、萃取、洗滌、反萃、脫硫、濃縮脫氟。(1)脫色來自濕法濃縮系統(tǒng)的磷酸，溫度67°C，以5m3/h的流量經(jīng)計(jì)量后加入脫 色反應(yīng)槽，以82kg/h (磷酸重量的1. 0% )的量加入果殼粉狀活性炭5. 8t，反應(yīng)溫度62°C 670C，攪拌強(qiáng)度4m/s，連續(xù)反應(yīng)lh，采用壓濾泵輸送到板框式壓濾機(jī)進(jìn)行分離后酸液進(jìn)入 磷酸收集槽，用泵送至磷酸貯槽，同時(shí)通過計(jì)量加入磷酸重量0.5%的雙氧水，共加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)30%的雙氧水2. 8t，得脫色磷酸567t，比重1. 64t/m3，脫色磷酸己05%為51. 72 ；洗滌 活性炭得到稀磷酸25t，其含P20530%，返回原料磷酸濃縮系統(tǒng)；(2)萃取配制含有磷酸三丁酯65%和煤油含有35%的混合溶劑；脫色酸與洗滌 塔磷酸混合原料，經(jīng)泵送計(jì)量以5. ImVh進(jìn)入萃取塔上部重相加入口進(jìn)料，混合溶劑來自溶 劑中轉(zhuǎn)槽，萃取相比為6 1，經(jīng)泵送計(jì)量以30. 6m3/h由萃取塔下部進(jìn)液口進(jìn)入萃取塔，萃 取塔轉(zhuǎn)速為4m/s，溫度48°C 52°C，硫酸在萃取塔中部進(jìn)入，加入量為磷酸質(zhì)量的1/30，流 量為0. 279t/h進(jìn)入塔內(nèi)，下部萃余相進(jìn)入萃余酸收集槽，輸送至肥料系統(tǒng)，上部溶劑相經(jīng) 澄清分離段后由磁力泵送入洗滌塔；溶劑相比重為1. 00t/m3 ；(3)洗滌來自萃取塔的溶劑相以36m3/h進(jìn)入洗滌塔下部，與來自的凈化磷酸進(jìn) 行逆流洗滌，洗滌塔洗滌用酸由反萃凈化磷酸收集槽泵送入洗滌塔，洗滌相比為22 1;流 量為1. 64m3/h，溫度55°C 60°C，轉(zhuǎn)速為4m/s，洗滌后溶劑相經(jīng)上部澄清分離段后由磁力 泵送入反萃塔下部進(jìn)料口 ；洗滌溶劑相比重為0. 97 ；洗滌塔下部液相經(jīng)澄清分離段后由泵 送到磷酸貯槽與脫色磷酸混合后再一次作為萃取原料使用；(4)反萃自洗滌塔上部的的溶劑相以34m3/h進(jìn)入反萃塔下部，純水經(jīng)泵送入板 式換熱器升溫處理后，以相比為4 l、8.4m3/h的流量由反萃塔上部進(jìn)入塔內(nèi)，與溶劑相進(jìn) 行逆流接觸，溫度70°C，轉(zhuǎn)速為4m/s ；反萃磷酸溫度為65°C，洗滌后溶劑相經(jīng)上部澄清分離 段進(jìn)板式換熱器降溫后循環(huán)使用；溶劑相比重為0. 91t/m3 ；反萃所得磷酸指標(biāo)如下 累計(jì)共得反萃磷酸917. 3m3，計(jì)P205280. 9t，溶劑萃取凈化收率95. 8% ；(4)脫硫和濃縮用泵連續(xù)將反萃所得磷酸送入脫硫槽，流量9m3/h，同時(shí)通過計(jì)量 加入脫硫劑碳酸鋇340kg/h，攪拌下反應(yīng)，反應(yīng)溫度65°C，磷酸從脫硫槽自動(dòng)溢流至中間槽 后，用泵送入壓濾機(jī)進(jìn)行分離，渣經(jīng)過洗滌烘干可得工業(yè)級(jí)硫酸鋇產(chǎn)品；所得清液泵送入真 空濃縮系統(tǒng)加入脫氟劑得到工業(yè)級(jí)磷酸；所得清液進(jìn)入貯槽；流量為8. 6m3/h的脫硫磷酸 與15. 8kg/h的二氧化硅在混合槽進(jìn)行充分混合后由泵送到真空濃縮系統(tǒng)濃縮、脫氟得到 2. 46m3/h工業(yè)級(jí)磷酸；濃縮所用設(shè)備為列管式蒸發(fā)器，真空度為85 95kPa，濃縮溫度為85°c 90°c。工業(yè)級(jí)磷酸指標(biāo)如下
權(quán)利要求
一種萃取凈化濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的方法，其特征包括第一步，脫色，用活性炭和雙氧水對(duì)磷酸進(jìn)行兩步聯(lián)合脫色先在原料磷酸中加入活性炭，攪拌下反應(yīng)；之后采用壓濾機(jī)進(jìn)行分離，接著在磷酸溶液中加入雙氧水；活性炭廢渣經(jīng)充分洗滌分離，裝袋外銷作為耐火材料的生產(chǎn)原料或返回活性炭生產(chǎn)廠進(jìn)行再生后重復(fù)使用；第二步，萃取，用萃取劑萃取磷酸使用的萃取設(shè)備為轉(zhuǎn)盤塔，脫色磷酸通過轉(zhuǎn)盤塔上部重相進(jìn)口進(jìn)入，萃取劑通過轉(zhuǎn)盤塔下部輕相進(jìn)料口進(jìn)入，逆流萃取，在轉(zhuǎn)盤塔中部加入無機(jī)酸；經(jīng)萃取后重相由塔體下部出液口連續(xù)排出，進(jìn)入生產(chǎn)肥料級(jí)產(chǎn)品系統(tǒng)；萃取后的有機(jī)相為連續(xù)相，從轉(zhuǎn)盤塔頂部排出進(jìn)入洗滌塔；第三步，洗滌，用洗滌液洗滌有機(jī)相使用的洗滌設(shè)備也為轉(zhuǎn)盤塔，萃取后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔下部進(jìn)入，洗滌液從轉(zhuǎn)盤塔上部進(jìn)口進(jìn)入，兩相逆流洗滌；經(jīng)洗滌后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔頂部排出進(jìn)入反萃塔，洗滌酸進(jìn)入脫色磷酸中再次用于萃取磷酸；第四步，反萃，用純水將有機(jī)相中的磷酸萃取出來使用的反萃設(shè)備也為轉(zhuǎn)盤塔，洗滌后的有機(jī)相從轉(zhuǎn)盤塔下部輕相進(jìn)料口進(jìn)入，純水從轉(zhuǎn)盤塔上部加料口進(jìn)入，兩相逆流萃取；反萃所得磷酸除一部分用作洗滌液外，其余磷酸進(jìn)入下一工序進(jìn)行脫硫或直接使用；第五步，脫硫，用脫硫劑脫出磷酸中的硫酸根反萃所得磷酸進(jìn)入脫硫設(shè)備，用脫硫劑與其反應(yīng)，使硫酸根沉淀出來，磷酸從脫硫設(shè)備自動(dòng)溢流至中間槽后，用泵送入壓濾機(jī)或轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)進(jìn)行分離，分離出的渣為硫酸鹽沉淀，濾液即為磷酸，通過清液泵送入濃縮系統(tǒng)；第六步，濃縮脫氟，用真空濃縮提高磷酸濃度并除氟濃縮所使用的設(shè)備為列管式蒸發(fā)器，脫硫后的磷酸在真空和加熱條件下被濃縮，加入脫氟劑降低磷酸中的氟含量，從而制得工業(yè)級(jí)磷酸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于方法第一步中，所述原料磷酸的濃度以P205計(jì) 為40% 58% ；所述原料磷酸中加入的活性炭比表面積大于800 1200m2/g，加入活性炭 的重量為磷酸重量的 2% ；所述反應(yīng)溫度60V 80°C，攪拌強(qiáng)度3 4m/s，反應(yīng)時(shí)間 lh ；所述加入雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二步中，所述萃取劑為磷酸三丁酯或磷酸 丁酯與稀釋劑煤油的混合物，其中煤油的體積比為0 35%，磷酸三丁酯或磷酸丁酯的體 積比為65% 100% ；所述萃取后有機(jī)相中含有水，有機(jī)相與水相的相體積比為4 1 7 1，溫度為45°C 55°C ；所述無機(jī)酸是硫酸或鹽酸或硝酸，無機(jī)酸的加入重量與原料磷 酸重量比值為1 20 1 50 ；所述硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93% 98%。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第三步中，所述兩相中，有機(jī)相與水相的相體 積比為15 1 30 1 ；所述洗滌酸溫度為55°C 65°C。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第四步中，所述純水是電導(dǎo)率為1-5ys/cm經(jīng) 換熱器升溫后的熱水，其溫度為65°C 75°C ；所述兩相中有機(jī)相與水相體積比為4 1 6 1。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第五步中，所述脫硫劑是碳酸鋇、氫氧化鋇、 磷酸二氫鋇中的一種，脫硫劑加入的量為理論需要量的100% 105%，所述反應(yīng)溫度為 60°C，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)；所述的渣為硫酸鋇沉淀；所述分離采用板框式壓濾或轉(zhuǎn)鼓真空過 濾機(jī)分離。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第六步中，所述真空濃縮的真空度為85 95kPa，濃縮磷酸溫度為85°C 90°C ；所述脫氟劑是二氧化硅，加入脫氟劑的比例為磷酸中 氟含量的80% 100%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種萃取凈化濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸的方法，其方法包括第一步，脫色，用活性炭和雙氧水對(duì)磷酸進(jìn)行兩步聯(lián)合脫色；第二步，萃取，用萃取劑萃取磷酸；第三步，洗滌，用洗滌液洗滌有機(jī)相；第四步，反萃，用純水將有機(jī)相中的磷酸萃取出來；第五步，脫硫，用脫硫劑脫出磷酸中的硫酸根；第六步，濃縮，用真空濃縮提高磷酸濃度并除氟，制得工業(yè)級(jí)磷酸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)采用分段脫色，簡(jiǎn)化預(yù)處理工藝；(2)所用的轉(zhuǎn)盤塔穩(wěn)定，連續(xù)性強(qiáng)，維護(hù)費(fèi)用低；(3)萃取塔中部補(bǔ)入硫酸，提高了工業(yè)產(chǎn)品收率，萃取率達(dá)到95％以上，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品收率達(dá)90％以上。(4)采用板式換熱器，占地面積小，(5)副產(chǎn)硫酸鋇經(jīng)洗滌烘干可作工業(yè)產(chǎn)品利用。
文檔編號(hào)C01B25/46GK101857216SQ20101021217
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者唐曉林, 李光明, 李進(jìn), 李順方, 王佳才, 鄒建 申請(qǐng)人:貴州川恒化工有限責(zé)任公司