專利名稱：一種用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其制備的產(chǎn)品，特別涉及一種 用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其制備的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
磷是重要的生命元素。作為食品添加劑的磷酸在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來 越多。目前在食品級磷酸的生產(chǎn)中， 一般都是從熱法磷酸來制取的。而由熱法磷 酸生產(chǎn)食品級磷酸，由于國家的資源產(chǎn)業(yè)政策的出臺以及能源價格大幅攀升，導(dǎo) 致熱法工業(yè)磷酸的價格大大高于經(jīng)過精制的濕法磷酸。而濕法磷酸的精制技術(shù)尚 未在全國普及，僅貴州貧福集團(tuán)從以色列引進(jìn)了濕法磷酸的精制技術(shù)，因此，用 精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的技術(shù)的前景是極其廣闊和深遠(yuǎn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其制備的產(chǎn) 品，產(chǎn).品可以達(dá)到食品級，生產(chǎn)方法成本低廉，能耗少、無污染。
濕法磷酸經(jīng)過精制，達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，但作為食品添加劑時，其氟、砷、重 金屬是達(dá)不到食品級標(biāo)準(zhǔn)的。
用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法，其中，生產(chǎn)步驟如下
1) 將精制濕法磷酸測定氟含量；
2) 在磷酸中加入氟化學(xué)計量的120%-600%的活性二氧化硅，混合均勻；
3) 將磷酸濃縮至8 5 %磷酸；
4) 在氟含量合格以后，將多余的活性二氧化硅過濾除去，并測定過濾酸中 的鉛、砷含量；
5) 在磷酸中按測定鉛、砷總量化學(xué)計量的200%-600%加入7%硫化鈉溶液 或者五硫化二磷固體，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；
6) 過濾磷酸，后將濾液送曝氣工段，其中，在不斷鼓入空氣并攪拌的情況 下，將磷酸濾液升溫至130。 C,保持約10-20分鐘，冷卻，出料；7)將經(jīng)曝氣的磷酸濃度調(diào)整至略高于85%磷酸，過濾后得到本發(fā)明產(chǎn)品。 上述的步驟3 )的濃縮倍數(shù)為1. 13倍，即從75°/。的磷酸濃縮至85°/。。 上述的步驟3)中，濃縮步驟完成后，檢測其中氟含量，如果不合格，再添
加去離子水至磷酸含量約75%,繼續(xù)減壓蒸餾；如此反復(fù)進(jìn)行2-3次，直至氟
含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值。
上述的步驟3)中，減壓濃縮的壓力為真空75mraHg,同時攪拌。 詳細(xì)工藝流程如下
1，在含量約75°/。的精制濕法磷酸中按測定得到的氟含量的化學(xué)計量的120 -600 %加入活性二氧化硅，混合均勻。在真空75mmHg并攪拌下濃縮至略高于 85 %磷酸，檢測其中氟含量，如果不合格，再添加去離子水至磷酸含量約75 % ， 繼續(xù)減壓蒸餾；如此反復(fù)進(jìn)行2 - 3次，直至氟含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值；
2, 在氟含量合格以后，將多余的活性二氧化硅過濾除去，并測定過濾酸中 的鉛、砷含量；
3, 在85° C并充分?jǐn)嚢柘拢凑諟y定得到的鉛、砷總量化學(xué)計量的SOO-GOOy^PA 7%硫化鈉溶液或者五硫化二磷固體，立即封閉容器，保持溫度和攪 拌，持續(xù)3小時；
4，過濾經(jīng)前述處理的磷酸，濾液送曝氣工^:;
5, 在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，將步驟4中的磷酸濾液升溫至130° C, 保持約10-20分鐘，冷卻，出料；
6, 將經(jīng)曝氣的磷酸濃度調(diào)整至略高于85%磷酸，過濾；
7, 經(jīng)過濾以后，得到食品級磷酸。
在整個工藝流程中，脫氟是比較困難的一步。由于氟和活性二氧化硅反應(yīng)生 成氟硅酸，要在75%1^04濃度以上以四氟化硅和氟化氫的形式逸出，這個過程 在真空下氟的逸出與蒸汽脫氟相比來說是比較快的(蒸汽脫氟需要在120° C的 高溫下吹入蒸汽，此過程蒸汽的能耗是非常大的)，而磷酸(H3P04)濃度從75 %到 達(dá)85 %時的時間又非常短，所以，僅一次蒸餾濃縮，氟可能逸出不完全；因此， 在真空下要反復(fù)進(jìn)行2-3次蒸餾濃縮，以使氟的逸出能夠完全。另外，活性二 氧化硅的加入量，按氟的化學(xué)計量的120 - 600%加入，多加一些活性二氧化石圭 能夠加快氟的逸出。脫氟合格以后，應(yīng)過濾，去除多余的活性二氧化硅，分析濾
4液中的砷以及重金屬的含量；由于國家標(biāo)準(zhǔn)中對重金屬、砷的要求很嚴(yán)格，而二 氧化硅可能會帶入一些砷、重金屬雜質(zhì)，因此要在脫氟以后，過濾去除多余的活 性二氧化硅，再檢測砷和重金屬的含量，以便將砷和重金屬脫除干凈。按砷和重 金屬總含量的化學(xué)計量的200 - 600 %加入7 %的^L化鈉溶液或者五石?；坠?體；此時硫化鈉或者五硫化二磷在磷酸中反應(yīng)放出硫化氫，如果不封閉反應(yīng)器， 會有硫化氫氣體逸出，造成人員傷害、導(dǎo)致空氣污染以及砷、重金屬的脫除不完 全；因此，加入硫化鈉或五硫化二磷以后需要立即把反應(yīng)器封閉，防止硫化氳的 逸出。同時脫砷、重金屬的反應(yīng)溫度應(yīng)保持在85° C,并需要充分?jǐn)嚢?小時， 使硫化氫能與砷、重金屬反應(yīng)完全并獲得較大的沉淀顆粒。過濾，除去產(chǎn)生的砷、 重金屬的硫化物以及硫等固體，濾液送去曝氣；B暴氣過程釆用在料液攪拌升溫的 過程中吹入壓縮空氣，待溫度升至130。 C,保持IO-20分鐘，再出料；這樣可 以將硫化氫趕干凈，沒有趕走的硫化氬則被氧化成單質(zhì)硫和少量的硫酸，將經(jīng)過 曝氣的磷酸冷卻，調(diào)整磷酸濃度至略高于85%，過濾除去單質(zhì)石克；經(jīng)過這個曝氣過 程，磷酸中的易氧化物都被去除干凈了 ，實際上已經(jīng)不需要再用雙氧水來脫除易 氧化物了.過濾以后得到的磷酸就是食品添加劑磷酸了. 本發(fā)明有如下有益效果
1, 采用了經(jīng)過精制的濕法磷酸作為生產(chǎn)原料，成本低廉，能耗少、無污染也 符合國家的產(chǎn)業(yè)政策；
2. 整個流程易于實現(xiàn)自動化，操作簡單、方便；
3，曝氣過程雖然采用了高溫曝氣，卻可以省去用雙氧水脫除易氧化物以及隨 后同樣要釆用的高溫曝氣脫除多余雙氧水的過程，大大節(jié)省了能量。
4.可以與濕法磷酸精制工藝相結(jié)合，直接生產(chǎn)食品級磷酸。在濕法精制磷酸 的成本上僅增加20 - 30元/T，而售價卻能增加200 - 300元/T。


圖1是精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的流程圖。
具體實施方式
實施例1
在質(zhì)量為外觀無色透明稠狀液體，色度《40黑增，磷酸(H3P04 ) 75. 2 %， 氯化物(以Cl計)0. 000434 % ,硫酸鹽(以SO,計)0. 00867 % ,鐵(Fe ) 0. 00286%，砷(As)《0.00434 %,重金屬(以Pb計)< 0.00434 %,氟(F) 0.00173 % ,總有機(jī)碳(T0C )(以C計)0. 00563 %的濕法工業(yè)磷酸中，按測定得到的氟含 量的化學(xué)計量的600%加入活性二氧化硅(如在1000升濃度為75. 2。/。的磷酸中按 氟含量0. 00173 %計算出氟的重量為27.23克，則加入的活性二氧化硅為86.1 克)，混合均勻。在真空75咖Hg并攪拌下濃縮至略高于85%磷酸，檢測其中氟 含量，如果不合格，再添加去離子水至磷酸含量約75%,繼續(xù)減壓蒸餾；如此 反復(fù)2次，直至氟含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值；在氟含量合格以后，將脫氟磷 酸過濾，并測定過濾酸中的鉛、砷含量；在85° C并充分?jǐn)嚢柘?，按照測定得到 的鉛、砷總量化學(xué)計量的600%加入五硫化二磷或者硫化鈉(如在1000升濃度為 85. 2%的磷酸中計算出鉛、砷總量的重量為170克，則加入的7%硫化鈉溶液為 14127. 78克)，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；過濾經(jīng)前述處理 的磷酸，濾液送曝氣工段；在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，將經(jīng)過脫砷、重金 屬的磷酸濾液升溫至130° C,保持約20分鐘，冷卻，出料；將經(jīng)曝氣的磷酸濃 度調(diào)整至略高于85%磷酸，過濾，即可得到食品級磷酸。
產(chǎn)品質(zhì)量如下(達(dá)到GB3149 — 2004標(biāo)準(zhǔn)要求)
外觀無色透明稠狀液體
磷酸(H3P04)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85. 6 %
氟化物(以F計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 001 % 易氧化物(以H3P03計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 002 %
砷(As)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.00001 %
重金屬(以Pb計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0005 % 實施例2
在質(zhì)量為外觀無色透明稠狀液體，色度<40黑增，磷酸(H3P04 ) 75.2 %, 氯化物(以Cl計)0. 000434 % ，硫酸鹽(以SO,計)0. 00867 % ,鐵(Fe ) 0. 00286 %,砷(As) < 0.00434 %,重金屬(以Pb計)《0.00434 %,氟(F) 0.00173 % ，總有機(jī)碳(TOC )(以C計)0. 00563 %的濕法工業(yè)磷酸中，按測定得到的氟含 量的化學(xué)計量的120%加入活性二氧化硅(如在1000升濃度為75. 2°/。的磷酸中按 氟含量0. 00173%計算出氟的重量為27. 23克，則加入的活性二氧化硅為l7. 22 克)，混合均勻。在真空75mmHg并攪拌下濃縮至略高于85%磷酸，檢測其中氟含量，如果不合格，再添加去離子水至磷酸含量約75%,繼續(xù)減壓蒸餾；如此 反復(fù)4次，直至氟含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值；在氟含量合格以后，將脫氟磷 酸過濾，并測定過濾酸中的鉛、砷含量；在85° C并充分?jǐn)嚢柘?，按照測定得到 的鉛、砷總量化學(xué)計量的200 %加入五硫化二磷或者硫化鈉(如在1000升濃度 為87. 6%的磷酸中計算出鉛、砷總量的重量為170克，則加入的五^i化二磷固體 為187.77克)，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；過濾經(jīng)前述處 理的磷酸，濾液送曝氣工段；在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，將經(jīng)過脫砷、重 金屬的磷酸濾液升溫至30° C，保持約10分鐘，冷卻，出料；將經(jīng)曝氣的磷酸 濃度調(diào)整至略高于85%磷酸，過濾，即可得到食品級磷酸。
產(chǎn)品質(zhì)量如下(達(dá)到GB3149 - 2004標(biāo)準(zhǔn)要求)
外觀無色透明稠狀液體
磷酸(H3P04)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85. 9 %
氟化物(以F計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0007 % 易氧化物(以H3POJ+ )的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 002 %
砷(As)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 00001 %
重金屬(以Pb計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0005 % 實施例3
在質(zhì)量為外觀無色透明稠狀液體，色度<40黑增，磷酸(H3P04 ) 75.2 %, 氯化物(以Cl計)0. 000434 % ,硫酸鹽(以SO,計)0. 00867 % ,鐵(Fe ) 0. 00286 %,砷(As)《0.00434 %,重金屬(以Pb計)《0.00434 %，氟(F) 0.00173 % ,總有機(jī)碳(TOC )(以C計)0. 00563%的濕法工業(yè)磷酸中，按測定得到的氟含 量的化學(xué)計量的400%加入活性二氧化硅(如在1000升濃度為87. 6°/。的磷酸中按 氟含量0. 00173 %計算出氟的重量為27. 23克，則加入的活性二氧化硅為57.4 克)，混合均勻。在真空75咖Hg并攪拌下濃縮至略高于85%磷酸，檢測其中氟 含量，如果不合格，再添加去離子水至磷酸含量約75%,繼續(xù)減壓蒸餾；如此 反復(fù)2-3次，直至氟含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值；在氟含量合格以后，將脫 氟磷酸過濾，并測定過濾酸中的鉛、砷含量；在85° C并充分?jǐn)嚢柘拢凑諟y定 得到的鉛、砷總量化學(xué)計量的300。/。加入五^5克化二磷或者J克化鈉(如在1000升 濃度為87. 6%的磷酸中計算出鉛、砷總量的重量為170克，則加入的7。Mt化鈉溶液為7063. 89克)，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；過濾經(jīng)前述 處理的磷酸，濾液送曝氣工段；在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，將經(jīng)過脫砷、 重金屬的磷酸濾液升溫至130° C,保持約10-20分鐘，冷卻，出料；將經(jīng)曝氣 的磷酸濃度調(diào)整至略高于85%磷酸，過濾，即可得到食品級磷酸。
產(chǎn)品質(zhì)量如下(達(dá)到GB3149 - 2004標(biāo)準(zhǔn)要求)
外觀無色透明稠狀液體
磷酸(H3P04)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85. 7 %
氟化物(以F計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0009 % 易氧化物(以({3 03計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 002 %
砷(As)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 00001 %
重金屬(以Pb計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. OOO5 %
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而己，并不用于 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法，其特征在于生產(chǎn)步驟如下1)將精制濕法磷酸測定氟含量；2)在磷酸中加入氟化學(xué)計量的120％-600％的活性二氧化硅，混合均勻；3)將磷酸濃縮至85％磷酸；4)在氟含量合格以后，將多余的活性二氧化硅過濾除去，并測定過濾酸中的鉛、砷含量；5)在磷酸中按測定鉛、砷總量化學(xué)計量的200％-600％加入7％硫化鈉溶液或者五硫化二磷固體，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；6)過濾磷酸，后將濾液送曝氣工段，其中，在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，將磷酸濾液升溫至130℃，保持約10-20分鐘，冷卻，出料；7)將經(jīng)曝氣的磷酸濃度調(diào)整至略高于85％磷酸，過濾后得到本發(fā)明產(chǎn)品。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述的步驟3)的濃縮倍數(shù)為1. 13 倍，即從75°/。的磷酸濃縮至85%。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在所述的步驟3)中，濃縮步驟完 成后，檢測其中氟含量，如果不合格，再添加去離子水至磷酸含量約75%, 繼續(xù)減壓蒸餾；如此反復(fù)進(jìn)行2 - 3次，直至氟含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的 值。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在所述的步驟3)中，減壓濃縮的 壓力為真空75mmHg,同時攪拌。
5. —種用如權(quán)利要求1-4中任意一項所述方法制備的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其制備的產(chǎn)品，特別涉及一種用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法及其制備的產(chǎn)品。生產(chǎn)步驟如下將精制濕法磷酸測定氟含量；在磷酸中加入氟化學(xué)計量的120％-600％的活性二氧化硅，混合均勻；將磷酸濃縮至85％磷酸；在氟含量合格以后，將多余的活性二氧化硅過濾除去，并測定過濾酸中的鉛、砷含量；在磷酸中按測定鉛、砷總量化學(xué)計量的200％-600％加入7％硫化鈉溶液或者五硫化二磷固體，立即封閉容器，保持溫度和攪拌，持續(xù)3小時；過濾磷酸，后將濾液送曝氣工段，其中，在不斷鼓入空氣并攪拌的情況下，加熱至一定溫度保持約15分鐘，冷卻，出料；將經(jīng)曝氣的磷酸濃度調(diào)整至略高于85％磷酸，過濾后得到本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明方法成本低廉，能耗少、無污染。
文檔編號C01B25/237GK101597040SQ200910062940
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者侯炎學(xué), 杰 吳 申請人:侯炎學(xué);吳 杰