[发明专利]一种降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用化学沉淀法净化湿法磷酸的方法，特别是以含氟铵类化合物降低湿法磷酸中镁、铝杂质的方法。

背景技术

湿法磷酸是生产磷肥，如磷酸二铵（DAP）、磷酸一铵（MAP），重过磷酸钙（GTSP）等的重要中间产品。然而，近年来随着磷矿资源的大幅度开发利用，磷矿品质已在不断贫化，湿法磷酸中Fe、Al、Mg杂质逐渐升高，导致湿法磷酸杂质系数MER值升高（MER值是指湿法磷酸中Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO质量百分含量之和与P₂O₅质量百分含量之比，即（Fe₂O₃+ Al₂O₃+ MgO）/ P₂O₅），对后续产品加工，特别是对总养分64% DAP的生产造成了较大影响，产品氮含量较难达到优等品要求。针对磷矿资源不断贫化的趋势，开发出具有较好经济性的降低湿法磷酸镁、铁、铝杂质技术，以适应DAP等产品的生产要求，已是整个行业面临的共同课题，针对此开展了一些的工作，然而一直以来，收效甚微，至今未见采用化学沉淀法降低湿法磷酸中铁、镁、铝杂质的工业化报道。

国内外关于湿法磷酸净化技术的研究报道很多，通常有三种方法：1. 有机溶剂萃取法，这是近年来成功开发的净化工艺，已实现了产业化，所得净化酸品质好，基本可以和热法磷酸相媲美，然而不足之处在于净化成本高，所得净化酸一般仅限于生产工业级磷化工产品。2. 离子交换法，这也是一种适用于湿法磷酸深度净化的方法，净化成本高，所得产品一般也仅限于生产工业级或食品级磷化工产品。3. 化学沉淀法，使杂质离子形成不溶性复合物沉淀，通过过滤或沉降法进行分离。一般来讲，化学沉淀法的特点是工艺简单，处理成本低，是湿法磷酸初级净化生产肥料级产品的首先方法。本发明就属于化学沉淀法。

目前，国内外关于采用化学沉淀法降低湿法磷酸镁、铝杂质报道很多，如美国专利No. 4136199中描述了用污泥去除湿法磷酸中金属杂质离子（如镁，铝）的方法，污泥成分主要是氟化钙，它是由石灰或者石灰石处理池塘废水得到的。在一个实施方案中，38%～54%P₂O₅浓缩酸与含氟化钙的污泥混合，陈化5天，然后离心分离。但该法所得酸液中镁、铝含量依然很高，另外，该工艺过程很难控制，因为污泥的成分会随时发生变化。

美国专利No. 4487750 中描述了在第一效蒸发区将Fe₂O₃与P₂O₅的质量比大于0.03的未澄清稀磷酸进行蒸发浓缩，直到浓度达到45%～55%P₂O₅，然后结晶至少8小时，用离心分离使澄清酸含固量降至小于2%，再将所得澄清酸在二效蒸发区浓缩至浓度为58-63% P₂O₅。但该法所得磷酸中镁、铝含量仍然较高，且所得结晶物颗粒非常细小，需采用离心分离，分离难度大，不具有工业化意义。

美国专利No. 3642439中提出了一种通过形成Mg-Al-F-P的络合物沉淀去除湿法磷酸中镁方法，该法要求浓缩酸浓度为45%～53%P₂O₅，优选为47%～51%P₂O₅，浓缩酸中SiO₂含量小于0.2%，保持浓缩酸中的氟化氢含量为F/MgO(质量比)≥2.2，优选为3～12，保持浓缩酸中溶解铝含量为Al₂O₃/MgO(质量比)≥1.4，优选为3～12，保持浓缩酸在50～100℃至少15～40小时，以便于形成一种由Mg-Al-F-P组成的一种复合沉淀物，若原酸中哪个沉淀成分不足，应向酸液中加入该组分，为了最大限度降低镁含量，向酸中加入过量的氟化氢和可溶性铝盐，如硫酸铝、硝酸铝。该法所得Mg-Al-F-P的络合物沉淀颗粒非常细小，需采用离心等方式进行分离，分离难度较大，不具有工业化意义，同时为了生成Mg-Al-F-P络合物，需引入过量氢氟酸和可溶性铝盐，处理成本较高，另外，该法仅限于脱除镁，对脱除铝效果较小。