[发明专利]脱除稀磷酸中硫酸根离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于湿法磷酸生产过程中脱除硫酸根离子的方法。

背景技术

在湿法磷酸生产过程中，为了提高磷矿的分解率，往往加入稍过量的硫酸参与反应，导致湿法磷酸生产的成品稀磷酸中含有一定量的硫酸根，对于下游产品的质量会产生不利影响，因此脱除稀酸中的硫酸根对于改善下游产品质量具有重要意义。

目前可行的脱除稀酸中硫酸根的方法主要两种，第一种是控制反应槽中的硫酸加入量，尽可能地减少游离的硫酸根；第二种方法是在成品稀酸储罐中添加少量磷矿浆。但根据实施效果来看，第一种方法是从源头进行控制，理论上是最优方案，但实际操作中不易控制，而且硫酸根处于低限不利于萃取反应的进行，导致非水溶性磷增加，从而提高了生产成本；第二种方法是从终端进行处理，对整个湿法磷酸的工艺流程影响最小，但是由于稀酸储罐体积巨大，加入磷矿浆后储罐内部产生淤渣无法清理，最终进入到下游浓缩工段易造成石墨管结垢，副作用十分明显。

发明内容

本发明的目的提供了一种脱除稀磷酸中硫酸根离子的方法，具有方法简单，不增加工艺控制难度，且淤渣容易处理，不会对后续工序造成不利影响的优点。

本发明是这样实现的：将经过过滤工序得到的稀磷酸导入稀磷酸储槽中，将湿磨工序制得的含固量为70%～75%的磷矿浆部分地加入稀磷酸中储槽中，所述磷矿浆加入量为稀磷酸体积的3%～8%，稀磷酸中储槽中经过酸解反应处理的上清液作为成品稀磷酸送入稀磷酸储罐中。

其酸解反应如下：

Ca₅F(PO₄)₃+5H₂SO₄+nH₃PO₄+10H₂O=5CaSO₄·2H₂O+（n+3）H₃PO₄+HF

在进行上述主反应的同时，磷矿浆中的杂质还与硫酸发生一系列副反应：

CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂

MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O+CO₂

(Fe-Al)₂O₃+H₂SO₄=(Fe-Al)₂SO₄+H₂O+CO₂

硫酸根离子与钙、镁、铝等碱金属离子发生反应，并沉淀在槽中形成淤渣。

所述磷矿浆加入量为稀磷酸体积的4%～6%，既能保证稀磷酸中的硫酸根离子大部分参与反应被脱除，又不至于引入过量的磷矿浆造成磷损失。

优选地，稀磷酸储槽为稀磷酸泵槽。稀磷酸泵槽在每次过滤清洗后进行与过滤装置同步清理，因而不需要增加新的处理设备和清理工作量。

本发明在湿法磷酸工艺流程的中段进行处理，磷矿浆加入点是在过滤工序之后、进入成品稀磷酸储罐之前，可以将成品稀磷酸中的硫酸根离子浓度降至1.5%以下，不仅能较好地脱除稀磷酸中的硫酸根离子，提高下游产品质量，而且不会对萃取和过滤效果产生负面影响，同时酸解反应沉积的淤渣可以方便地清理，避免了沉积的淤渣对后续工序的影响。特别是在本发明的优选方案中，稀磷酸泵槽在每次过滤清洗后进行与过滤装置同步清理，不需要增加新的处理设备和清理工作量，方法极为简单。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，由过滤装置1出来的稀磷酸由管道2流入稀酸泵泵槽4，该稀磷酸的浓度约在22%左右，稀磷酸中硫酸根含量基本在2.0%～2.5%之间。

由湿磨工序制得的含固量为70%～75%的磷矿浆磷矿浆经磷矿浆管线3送入稀酸泵进口泵槽4中，管线3上安装阀门和流量计以便于计量和调节。磷矿浆加入量为稀磷酸体积的3%～8%，最好是4%～6%左右。

稀磷酸中过量的磷酸与磷矿浆发生酸解反应，硫酸根离子与钙、镁、铝等碱金属离子发生反应，并沉淀在槽中形成淤渣，从而脱除过量的磷酸根离子。稀酸泵泵槽4中的上清液为脱除硫酸根后的成品稀磷酸，通过稀磷酸泵5及管道6送往稀磷酸储罐。