[发明专利]一种复盐结晶法制备工业磷酸的方法

说明书

本发明提供了一种复盐结晶法制备工业磷酸的方法，本发明中的复盐结晶净化湿法磷酸是直接以湿法磷酸为原料，加入钾盐，将其加热后进行适当浓缩、进行重结晶，制备出磷酸复盐中间产品。通过重结晶过程有效的提高了磷酸复盐的排杂性。分离得到的磷酸复盐在洗涤剂的作用下，磷酸复盐中所结合的磷酸进入洗涤剂，再对洗涤剂进行有效的液‑液分离，得到净化磷酸即工业级磷酸。与传统的技术相比，本方法工艺流程简单、反应条件温和、净化效果优良、试剂均可循环使用绿色环保，且生产成本低等优点，具有很高的推广价值。

技术领域

本发明属于工业磷酸制备技术领域，尤其涉及一种复盐结晶法制备工业磷酸的方法。

背景技术

磷酸有热法和湿法两种方法制成。由于热法磷酸工艺复杂且高耗能高污染，因此全球绝大多数是采用湿法制得磷酸。通过湿法磷酸获得的磷酸的特性是低成本，但矿物杂质含量过多，其中包括：Mg、Fe、Al、Ca、V、Cd、Zn。如果直接采用湿法磷酸制备肥料，那么存在于磷酸中的所有重金属都可能使土壤污染和水资源污染。因此，磷酸的净化是一个必不可少的环节。目前除杂的技术包括几种，它们是沉淀、离子交换、液-液萃取、活性炭吸附、结晶法和膜技术(如电渗析、反渗透、纳米过滤)。

其中，结晶法分磷酸结晶法、磷酸复盐结晶法和磷酸盐结晶法，磷酸结晶法作为磷酸的净化方法报道颇多，而磷酸复盐结晶法鲜有报道。磷酸复盐结晶法主要是将磷酸和磷酸盐在一定条件下，能与某些无机酸、碱、盐和过氧化物等发生化学反应，生成复盐结构的化合物(磷酸复盐)；再将得到的磷酸复盐以特殊方式进行分离，即得到净化磷酸。磷酸复盐结晶法利用其结晶排杂性，得到较纯净的复盐结晶，再对复盐结晶进行有效分离，便得到净化磷酸，分离出的无机酸、碱、盐或过氧化物可循环利用，满足绿色循环经济的要求。

目前，工业上应用的磷酸复盐并不多，传统的磷酸复盐结晶方法主要有尿素磷酸盐法和磷酸三聚氰胺法两种。尿素磷酸盐是使用尿素和磷酸在50～70℃下反应，然后冷却至20℃结晶出的复盐，该复盐结合较为紧密，需要使用附加值更高的浓硝酸(50～72％)对尿素磷酸盐进行复分解，从而形成更为稳定的硝酸尿素磷酸盐和净化磷酸，该方法过程较为简单但成本昂贵附加值低。而磷酸三聚氰胺法主要是磷酸和三聚氰胺反应生成磷酸三聚氰胺，然后在碱性条件的作用下形成相对应的磷酸盐(如焦磷酸钠、磷酸氢二钠等)和三聚氰胺，三聚氰胺可循环使用，但该方法得到的主要是对应的净化磷酸盐，并非得到净化磷酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复盐结晶法制备工业磷酸的方法，本发明中的方法工艺流程简单、反应条件温和、净化效果优良、试剂均可循环使用绿色环保，且生产成本低等优点，具有很高的推广价值。

本发明提供一种复盐结晶法制备工业磷酸的方法，包括以下步骤：

A)将湿法磷酸和钾盐混合，加热溶解浓缩后，得到混合溶液；

B)将所述混合溶液冷却结晶，过滤结晶的料浆，得到的固体为磷酸复盐；

C)将所述磷酸复盐加入洗涤剂中，搅拌进行洗涤，过滤料浆，得到的滤液进行液-液分离，得到工业磷酸和洗涤剂。

优选的，所述湿法磷酸中P₂O₅的质量分数为20～45％。

优选的，所述钾盐为氢氧化钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸三钾、氯化钾、硝酸钾、碳酸钾、硫酸钾中的一种或几种。

优选的，所述步骤A)的混合溶液中，钾与磷物质的量比为(0.3～0.5)：1。

优选的，所述步骤A)中加热的温度为100～200℃，将混合料浆加热浓缩至P₂O₅的质量分数为50～60％。

优选的，所述步骤B)中冷却结晶的温度降至40～60℃时，过滤结晶的料浆。