[发明专利]用湿法磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和工业磷酸一铵的方法

说明书

技术领域

本发明属于磷化学工业，具体地说，是一种以湿法磷酸为原料，采用化学沉淀、有机溶剂萃取、浓缩、重结晶等复合净化技术制备工业磷酸一铵、工业级磷酸和食品级磷酸的方法。

背景技术

磷化学工业(简称磷化工)是以磷矿石为原料经过物理化学加工制得各种含磷制品(主要包括元素磷、磷化物、磷酸及其盐、磷酸酯、有机磷农药、磷肥等)的工业。近半个世纪以来，由于产品在化工、轻工、食品、制药、消防等领域的广泛应用，磷化工保持了稳定的发展。由于精细磷酸盐的质量要求，长期采用热法磷酸工艺来满足其要求。但随着市场需求的变化，以及资源、环境、能源等因素的制约，以湿法磷酸净化技术为基础的磷酸及无机磷酸盐生产技术代替传统的热法磷酸及磷酸盐生产技术发展较快，成为现代磷化工高新技术发展的热点。

以硫酸为原料的工艺路线是湿法磷酸生产中最基本的方法。湿法磷酸实质上是磷酸、硫酸和氟硅酸的混酸，含有多种杂质(如钙、镁、氟、铁、铝、硫酸根等离子)，一般用于生产磷复肥，要用于制造工业级、饲料级、甚至食品级磷酸盐产品，必需将粗的湿法磷酸净化以除去杂质。目前，湿法磷酸的净化主要有以下几种方法：有机溶剂萃取法；离子交换法；离子交换法及电渗析法；磷酸浓缩结晶法或复盐结晶法；化学沉淀法等。

有机溶剂萃取法必须采用多级萃取，由于有机溶剂挥发性强、易燃、易爆，因此需采取各种安全措施；有机溶剂价格昂贵，必须设置收率较高的回收设备等，从而增大了设备投资费用。此外，酸中阴离子SO₄^2-、F^-、SiF₆^2-等不易除去；所得精制磷酸浓度较低；生成含大量杂质的残渣(约占原料的30％～50％)等。此法的优点是磷酸与溶剂接触可一次除去酸中各种杂质，并可连续操作，故为目前湿法磷酸净化的主要方法。该法的发展趋势是由一段法发展为二段法；由单一溶剂发展为多种溶剂。对溶剂本身的研究，则更重视对磷酸和杂质的选择性及在溶剂相与水相中的分配率。溶剂萃取法净化的湿法磷酸大多可以满足工业级磷酸或制造饲料级磷酸盐的要求，经特别处理后可以达到食品级乃至药品级的标准。各种工艺技术的差别主要在于溶剂的种类和辅助的处理方法不同。目前，溶剂萃取法已成为国外用来精制湿法磷酸的最有效方法之一。

离子交换法因只能用较稀的磷酸作原料，因而树脂用量大，所得的酸需进一步浓缩，离子交换树脂需进行再生处理。

重结晶法是将湿法磷酸进行浓缩或加入其他配合剂与磷酸形成复盐结晶，经过滤，杂质留在水溶液中而被除掉。由于结晶夹带，该法难于得到高纯度的酸，且结晶产品收率低，浓缩过程对设备材料易造成腐蚀。

化学沉淀法可除去部分阳离子或阴离子，但净化深度不高，且又引入另一种离子。除非生成的化合物溶度积非常小，而可较完全地除去杂质离子，如重金属的硫化物，一般都需配合有机溶剂萃取或离子交换树脂等方法。

单用一种方法不能全面和深度净化除去杂质，也不能从一条工艺流程里面同时得到工业级磷酸、食品级磷酸和工业磷酸一铵。

发明内容

本发明提供一种低成本，高萃取率，高P₂O₅利用率，同时制得工业级磷酸、食品级磷酸和工业磷酸一铵的复合净化法。

本发明的技术方案如下：一种用湿法磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和工业磷酸一铵的方法，其特征在于按如下步骤进行：

步骤1，将湿法磷酸用泵送入压滤机除去固形物，得到的清液进入萃取塔上部，同时萃取塔下部加入清液3～9倍体积的萃取剂，所述萃取剂为磷酸三丁脂、稀释剂、脱色剂，配比关系为2∶1∶0.00005，在45～55℃下进行混合萃取，在45～55℃下进行混合萃取，形成有机相(主要物萃取剂、稀磷酸和部分阴离子等)和萃余相(主要是稀磷酸、部分阳离子等)，有机相进入脱硫脱氟槽与加入能中和硫酸根离子和氟离子1.05～1.1倍的脱硫剂、脱氟剂和再生剂充分搅拌反应后，溢流进入澄清槽进行沉降、分层，底部淤浆经压滤机过滤后，滤液返回澄清槽；