一種工業(yè)磷酸除砷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)磷酸除砷的方法，屬于無機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來，伴隨著精細(xì)磷酸鹽的發(fā)展，特別是食品磷酸鹽以及電子級(jí)磷酸的快速發(fā)展，對(duì)磷酸的品質(zhì)要求越來越嚴(yán)，工業(yè)磷酸凈化脫砷技術(shù)也得到了快速發(fā)展。
[0003]磷產(chǎn)品的深加工是磷化工的發(fā)展方向之一，食品級(jí)磷酸是多種食品磷酸鹽產(chǎn)品的主要原料。從工業(yè)熱法磷酸出發(fā)經(jīng)過脫砷處理生產(chǎn)食品磷酸或電子級(jí)磷酸是目前通用的生產(chǎn)工藝。
[0004]砷是一種原生質(zhì)毒物，具有很高的毒性，其化合物的毒性也十分強(qiáng)烈。砷的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)食品工業(yè)中使用含砷量高的磷酸做食品添加劑時(shí)，造成對(duì)食品的直接污染；
(2)砷化物在環(huán)境中污染水質(zhì)、土壤并在農(nóng)作物聚集，經(jīng)過飲水和食物等生物鏈對(duì)牲畜和人體造成危害；
(3)砷酸和亞砷酸已證明有致畸致突變作用。
[0005]目前從磷酸中脫砷的方法有:
(1)硫化物沉降法:通過在磷酸原料中加入某種沉淀劑，使其生成難溶或不溶化合物析出，然后通過過濾分離而得到低砷磷酸產(chǎn)品。
[0006](2)離子交換法:用強(qiáng)酸性離子交換樹脂交換出磷酸，從而除去雜質(zhì)砷。
[0007]目前，工業(yè)上大多數(shù)都采用硫化物沉降法來脫砷，其主要設(shè)備包括反應(yīng)槽、沉降槽、過濾機(jī)等。其中反應(yīng)槽采用帶攪拌裝置的圓筒反應(yīng)槽，該反應(yīng)槽不能完全密閉生產(chǎn)，導(dǎo)致硫化氫氣體的無組織排放，污染環(huán)境，造成對(duì)操作人員安全的直接威脅；該反應(yīng)槽反應(yīng)速度慢，一般反應(yīng)時(shí)間均在30分鐘以上，加上沉降時(shí)間，從加入脫砷劑至過濾機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)以上，生產(chǎn)效率低。因此，迫切的需要開發(fā)一種高效、低成本、安全的脫砷技術(shù)。
[0008]一種用管式反應(yīng)器脫除工業(yè)磷酸中的砷是一種新型的脫砷方法，該方法采用五硫化二磷溶液或硫化氫氣體作為脫砷劑，利用硫化氫與砷酸或亞砷酸在管式反應(yīng)器中反應(yīng)生成硫化砷沉淀，再經(jīng)過濾機(jī)過濾分離得到脫砷磷酸和硫化砷固體，從而達(dá)到脫砷目的。該發(fā)明利用管式反應(yīng)器作為脫砷反應(yīng)器，投資低，脫砷效率高，操作簡(jiǎn)單，節(jié)約能耗，減少占地面積，脫砷時(shí)間短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種工業(yè)磷酸除砷的方法。該方法能高效低成本脫除砷，從而使磷酸達(dá)到食品級(jí)或電子級(jí)的要求。該脫砷方法工藝流程簡(jiǎn)單，成本低，脫砷效果較好，生產(chǎn)連續(xù)密閉，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0010]一種工業(yè)磷酸除砷的方法，其具體步驟如下:首先分別用酸栗1和計(jì)量栗3將工業(yè)磷酸(采用流量計(jì)1記流量)和脫砷劑打入管式反應(yīng)器4中，控制管式反應(yīng)器4中流速為0.3?0.9m/s、溫度為70?155°C，在管式反應(yīng)4器螺旋器的作用下反應(yīng)2?8s，然后打入到過濾機(jī)5中進(jìn)行過濾得到砷渣和除砷液，向除砷液送至曝氣塔6進(jìn)行曝氣，曝氣過程為吹入壓縮氣體至除砷液清亮透明為止，制備得到食品級(jí)磷酸或電子級(jí)磷酸。
[0011]所述工業(yè)磷酸中砷含量為20?lOOppm。
[0012]所述脫砷劑為五硫化二磷溶液或硫化氫氣體，脫砷劑加入量為完全將工業(yè)磷酸中砷脫除的理論值的1.5?6倍。
[0013]所述五硫化二磷溶液濃度為4?6wt%五硫化二磷溶液。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
與傳統(tǒng)的硫化物沉降法脫砷相比，本發(fā)明用管式反應(yīng)器代替了原有的反應(yīng)槽。管式反應(yīng)器與帶攪拌器的反應(yīng)槽不同，管式反應(yīng)器沒有運(yùn)動(dòng)部件，是依靠?jī)?nèi)部特殊的結(jié)構(gòu)單元單孔道左、右扭轉(zhuǎn)的螺旋片組焊而成，從而實(shí)現(xiàn)各種流體的混合，它最大特點(diǎn)是流體在混合元件的作用下產(chǎn)生剪切、分流、合流、旋轉(zhuǎn)及變向等運(yùn)動(dòng)，從而使流體得到均勻分散，達(dá)到良好的混合效果；其脫砷效率高于傳統(tǒng)脫砷方法。管式反應(yīng)器是在輸送管道內(nèi)部加入特殊的結(jié)構(gòu)元件，外觀與流體輸送管道一致，流程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，維護(hù)費(fèi)用低，反應(yīng)時(shí)間短，能耗低，投資少。脫砷是在密閉的管式反應(yīng)器中進(jìn)行，硫化氫氣體不會(huì)泄漏，從而減少了脫砷劑的用量和硫化氫逸出造成的安全隱患，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)操作。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明工藝設(shè)備連接圖。
[0016]圖中:1-流量計(jì)，2-酸栗，3-計(jì)量栗，4-管式反應(yīng)器，5-過濾機(jī)，6_曝氣塔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例1
如圖1所示，該工業(yè)磷酸除砷的方法，其具體步驟如下:首先分別用酸栗1和計(jì)量栗3將工業(yè)磷酸(采用流量計(jì)1記流量，Η3Ρ04含量為85wt%，砷含量40ppm)和脫砷劑打入管式反應(yīng)器4中，控制管式反應(yīng)器4中流速為0.5m/s、溫度為70?75°C，在管式反應(yīng)4器螺旋器的作用下反應(yīng)4s，然后打入到過濾機(jī)5中進(jìn)行過濾得到砷渣和除砷液，向除砷液送至曝氣塔6進(jìn)行曝氣，曝氣過程為吹入壓縮氣體(空氣)至除砷液清亮透明為止，制備得到電子級(jí)磷酸。其中脫砷劑為五硫化二磷溶液，濃度為5wt%，脫砷劑加入量為完全將工業(yè)磷酸中砷脫除的理論值的3倍。
[0019]該電子級(jí)磷酸中砷含量為0.07ppm，脫砷率為99.83%，滿足電子級(jí)磷酸0.lppm的要求。
[0020]實(shí)施例2
如圖1所示，該工業(yè)磷酸除砷的方法，其具體步驟如下:首先分別用酸栗1和計(jì)量栗3將工業(yè)磷酸(采用流量計(jì)1記流量，Η3Ρ04含量為105%，砷含量60ppm)和脫砷劑打入管式反應(yīng)器4中，控制管式反應(yīng)器4中流速為0.65m/s、溫度為105?110°C，在管式反應(yīng)4器螺旋器的作用下反應(yīng)3s，然后打入到過濾機(jī)5中進(jìn)行過濾得到砷渣和除砷液，向除砷液送至曝氣塔6進(jìn)行曝氣，曝氣過程為吹入壓縮氣體(空氣)至除砷液清亮透明為止，制備得到食品級(jí)磷酸。其中脫砷劑為五硫化二磷溶液，濃度為5wt%，脫砷劑加入量為完全將工業(yè)磷酸中砷脫除的理論值的6倍。
[0021]該食品級(jí)磷酸中砷含量為0.15ppm，脫砷率為99.75%，滿足食品磷酸0.5p