一種磷酸氫鈣制備高純磷酸的方法技術

本發明專利技術公開了一種磷酸氫鈣制備高純磷酸的方法，是利用濕法磷酸生成的磷酸氫鈣沉淀與稀硫酸溶液進行置換反應，得到硫酸鈣和粗磷酸，然后分離得到粗磷酸，加入萃取劑反應并分離有機相和萃余相，萃余相回收循環使用，有機相則用稀磷酸反萃、分離得到有機相洗滌液，即高純磷酸。本發明專利技術工藝簡單，成本較低，生產流程短；使用的萃取劑量較少，其雜質含量低，萃取率高；原料磷酸氫鈣容易獲得；避免了濕法磷酸凈化中分步除雜的現象，從工藝上減少了對磷酸的損耗；副產物為雜質含量低的磷石膏硫酸鈣，可經進一步處理制備磷石膏晶，不但解決了磷石膏堆積處理的難題，還得到了高經濟價值的副產物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
目前，高純磷酸的生產廣泛采用兩種方法一種是熱法生產，所的磷酸雖然磷酸產品純度高，能滿足工業磷酸的要求；但由于原料黃磷能耗高，致使熱法工業磷酸的價格較高。另一種是用硫酸或鹽酸分解磷礦后經處理得到粗磷酸，再用萃取劑萃取其中的磷酸；雖然能生產出高質量的高純級磷酸，但在萃取過程中由于粗酸中的雜質種類多、含量高，以及萃取劑具有一定的選擇性，導致磷酸萃取工段萃取率不高，萃取后反萃及凈化工序復雜。在現有技術中，高純磷酸的制備方法還有很多，但都存在著不足。化學沉淀法凈化深度不夠，同時引人了另一種離子，不利于凈化處理。有機溶劑萃取法由于采用多級萃取設備和反萃設備加上有機溶劑，不但成本高，而且揮發性強、易燃、易爆，因而必須增加安全設施及有機溶劑回收設備，故流程復雜、設備多、投資費用較高；另外，所得精制酸濃度較低， 且生成了含有大量雜質的殘渣。溶劑沉淀法中磷酸與溶劑的分離需要蒸餾，能耗高，且溶劑回收時有一定損失，雜質去除率不高，磷酸的收率也受到了一定限制。離子交換法在目前還只能用較稀的磷酸作原料，由于樹指用量大，故所得酸需進一步濃縮，且離子交換樹脂需進行再生處理，因此需增設再生設備和消耗一定量的化學藥劑，成本較高。結晶法的缺點是一次結晶得不到高純度磷酸，必須進行多次結晶，同時要盡可能使純的結晶與不純的母液分離，還必須研究不純母液的利用等。濃縮凈化法的不足是所得磷酸純度不高，需進一步凈化；因濃縮時對設備腐蝕嚴重，而對設備材質要求高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，解決現有技術中磷酸制備法流程復雜、成本高、能耗高、雜質多的問題。本專利技術的技術方案如下。，其特征在于利用濕法磷酸生成的磷酸氫鈣沉淀與稀硫酸溶液進行置換反應，得到硫酸鈣和粗磷酸，然后分離得到粗磷酸，加入萃取劑反應并分離有機相和萃余相，萃余相回收循環使用，有機相則用稀磷酸反萃、分離得到有機相洗滌液，即高純磷酸。上述的，主要包括以下步驟(I)配制稀硫酸溶液在攪拌情況將水緩慢加入硫酸中，將其配制為濃度在30%_65%稀硫酸；(2)升溫，加入五硫化二磷和磷酸氫鈣將配制好的硫酸送入反應槽內，升溫至70 85°C，加入質量為硫酸質量O. 3%。1%。的五硫化二磷和磷酸氫鈣，此過程中，磷酸氫鈣中的重金屬砷等與五硫化二磷反應生成不溶于酸硫化物沉淀，攪拌反應40 120min,得到粗磷酸、金屬硫化物和石膏混合物；(3)將粗磷酸和石膏過濾分離在攪拌反應完成后，將粗磷酸和石膏過濾分離，濾餅石膏用于建材產品的生產，濾液粗磷酸送入萃取槽；(4)加入萃取劑進行萃取在萃取槽中加入不溶于水、能溶解磷酸的有機萃取劑脂肪醇和/或有機磷酸酯/ 醚/酮等攪拌均勻進行萃取，萃取時間為5 20min,萃取結束后,將有機相和萃余相分離， 所得萃余相返回反應槽內循環利用；(5)加入稀磷酸反萃有機相分離后用水或雜質含量滿足高純級磷酸的稀磷酸洗滌反萃，反萃時間在 5 20min,反萃完成后分離有機相洗漆液,有相萃取劑循環使用，洗漆液即為高純磷酸。所述步驟(2)中五硫化二磷在磷酸氫鈣品質達到飼料級磷酸氫鈣要求時加入量以O.3%。計；在金屬含量稍高時增大加入量。所述步驟(2)中磷酸氫鈣為濕法磷酸生產的磷酸氫鈣。本專利技術的有益效果工藝簡單，成本較低，生產流程短；使用的萃取劑量較少，其雜質含量低，萃取率高；原料磷酸氫鈣容易獲得；避免了濕法磷酸凈化中分步除雜的現象， 從工藝上減少了對磷酸的損耗，相比于傳統的濕法磷酸凈化，所需成本較低；副產物為雜質含量低的磷石膏硫酸鈣，可經進一步處理制備磷石膏晶，不但解決了磷石膏堆積處理的難題，還得到了高經濟價值的副產物。本專利技術使用濃度不高于65%的硫酸，有利于磷酸氫鈣徹底分解；因為磷酸氫鈣和硫酸的反應屬于液固表面反應，若硫酸濃度高于65%，將會使反應生成的硫酸鈣包裹在磷酸氫鈣表面，使磷酸氫鈣分解 不徹底。在磷酸生成過程中，為保證反應速度和能耗，溫度控制在70 85°C，可確保以最短的反應時間生成有利于過濾的二水石膏。由于目前濕法磷酸生產的磷酸氫鈣雜質較少，且大部分雜質以磷酸鹽的形式存在，因此使用硫酸與磷酸氫鈣反應不會對高純磷酸的品質帶來太大影響。附圖說明 圖1為本專利技術的流程簡圖。具體實施方式為了加深對本專利技術的理解，下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細的描述，但不構成對本專利技術保護范圍的限定。圖1為本專利技術的流程簡圖，如圖1所示，本專利技術主要是先向稀硫酸溶液中加入五硫化二磷和磷酸氫鈣反應生成粗磷酸和石膏，然后向粗磷酸中加入萃取劑反應得到有機相和萃取相，萃取相回收用作萃取劑，有機相和稀磷酸反應得到高純磷酸。實施例1將質量濃度為60%的稀硫酸600g升溫至70°C，在攪拌的情況下緩慢加入飼料級磷酸氫韓500g、五硫化二磷O. 2g,保溫攪拌70min過濾,濾餅用20ml水洗漆一次,濾液加入磷酸三丁酯和環己酮的混合物600ml，分兩次萃取，萃取時間為5min，萃取完后有機相用 IOOml水反萃,反萃時間在5min,得磷酸400g,磷酸質量含量75. 2%,其他指標均到達高純磷酸標準。實施例2將500g質量濃度為65%的稀硫酸升溫至75°C，緩慢加入飼料級磷酸氫鈣455g、五硫化二磷O. 18g,保溫攪拌90min過濾,濾餅用25ml水洗漆一次,濾液用600ml磷酸三丁酯分兩次萃取，萃取時間為20min,萃取完后有機相用90ml水反萃,反萃時間在20min,得磷酸 350g，磷酸質量濃度74. 5%，其他指標均達到高純酸標準。實施例3將500g質量濃度為30%的稀硫酸升溫至85°C，緩慢加入飼料級磷酸氫鈣455g、五硫化二磷O. 18g,保溫攪拌120min過濾,濾餅用25ml水洗漆一次,濾液用600ml磷酸三丁酯分兩次萃取，萃取時間為15min,萃取完后有機相用90ml水反萃,反萃時間在15min,得磷 酸 350g，磷酸質量濃度74%，其他指標均達到高純酸標準。權利要求1.，其特征在于利用濕法磷酸生成的磷酸氫鈣沉淀與稀硫酸溶液進行置換反應，得到硫酸鈣和粗磷酸，然后分離得到粗磷酸，加入萃取劑反應并分離有機相和萃余相，萃余相回收循環使用，有機相則用稀磷酸反萃、分離得到有機相洗滌液，即高純磷酸。2.根據權利要求1所述的，其特征在于主要包括以下步驟(1)配制稀硫酸溶液在攪拌情況將水緩慢加入硫酸中，將其配制為濃度在30%-65%稀硫酸；(2)升溫，加入五硫化二磷和磷酸氫鈣將配制好的硫酸送入反應槽內，升溫至70 85 °C，加入質量為硫酸質量O. 3%。 I %。的五硫化二磷和磷酸氫鈣，攪拌反應40 120min，得到粗磷酸和石膏混合物；(3)將粗磷酸和石膏過濾分離在攪拌反應完成后，將粗磷酸和石膏過濾分離，濾餅石膏用于建材產品的生產，濾液粗磷酸送入萃取槽；(4)加入萃取劑進行萃取在萃取槽中加入不溶于水、能溶解磷酸的有機萃取劑脂肪醇和/或有機磷酸酯/醚/ 酮等攪拌均勻進行萃取，萃取時間為5 20min，萃取結束后，將有機相和萃余相分離，所得萃余相返回反應槽內循環利用；(5)加入稀磷酸反萃有機相分離后用水或雜質含量滿足高純級磷酸的稀磷酸洗滌反萃，反萃時間在5 20min,反萃完成后分離有機相洗漆液,有相萃取劑循環使用,洗漆液即為高純磷酸。3.根據權利要求1所述的，其特征在于所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磷酸氫鈣制備高純磷酸的方法，其特征在于：利用濕法磷酸生成的磷酸氫鈣沉淀與稀硫酸溶液進行置換反應，得到硫酸鈣和粗磷酸，然后分離得到粗磷酸，加入萃取劑反應并分離有機相和萃余相，萃余相回收循環使用，有機相則用稀磷酸反萃、分離得到有機相洗滌液，即高純磷酸。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭寶林，廖吉星，朱飛武，張麗，韓朝，宋同彬，潘禮富，周勇，王先煒，鄭超，謝靜，
申請(專利權)人：貴州開磷集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：