專利名稱：一種濕法磷酸分步萃取凈化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種濕法磷酸分步萃取凈化工藝。
背景技術(shù)：
磷酸和磷酸鹽在化工、農(nóng)業(yè)、日化、電子、食品等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。磷酸的生產(chǎn)方法主要有熱法和濕法兩種，磷酸和相應(yīng)的堿反應(yīng)是制備磷酸鹽的主要方法。與使用電爐還原的熱法磷酸相比，濕法磷酸因能耗低具有明顯的成本優(yōu)勢和更小的環(huán)境影響。但由于濕法磷酸來自無機酸(主要是硫酸)分解磷礦石得到的粗磷酸，其中的雜質(zhì)含量高而且復(fù)雜(包括硫酸根、氟離子、鈣、鐵、鎂、神等)，必須通過凈化，才可能用于磷肥生產(chǎn)以外的領(lǐng)域。發(fā)展?jié)穹姿醿艋に噷τ跍p少中高端磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品對高能耗的熱法エ藝的依賴、拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域、提高附加值等均具有重要意義。例如，隨著精餾提濃和化學(xué)沉淀等分離技 術(shù)的采用，一部分濕法磷酸開始被初步凈化用于生產(chǎn)三聚磷酸鈉等エ業(yè)磷酸鹽；隨著溶劑萃取法的出現(xiàn)，濕法磷酸經(jīng)過凈化可以得到高質(zhì)量的エ業(yè)級磷酸直至食品級磷酸。目前，溶劑萃取是濕法磷酸凈化制備高端磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品的主流技術(shù)，使用的萃取劑包括醇類、醚類、磷酸脂類、酮類等?，F(xiàn)有的多種濕法磷酸萃取凈化工藝均針對特定品位的濕法磷酸原料，使用某一種萃取劑生產(chǎn)特定規(guī)格的磷酸產(chǎn)品，這種情況造成浄化酸收率和凈化成本間的矛盾比較突出，對濕法磷酸原料多祥性的適應(yīng)能力也比較差，給進一歩優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低磷資源轉(zhuǎn)化綜合成本造成了困難。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出了ー種濕法磷酸分步萃取凈化工藝。所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝包括如下步驟(I)使用甲基異丁基酮萃取濕法磷酸，分相后得到負載了磷酸的甲基異丁基酮和一級萃余酸；(2)使用溶劑A萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，分相后得到負載了磷酸的溶劑A和ニ級萃余酸；所述的溶劑A為磷酸三丁酯和稀釋劑的混合溶劑；(3)負載了磷酸的甲基異丁基酮經(jīng)過進ー步?jīng)坊螅儆盟驂A反萃制備食品級磷酸或磷酸鹽產(chǎn)品；(4)負載了磷酸的溶劑A經(jīng)過堿反萃制備エ業(yè)級磷酸鹽產(chǎn)品；(5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用；(6)經(jīng)過反萃再生的溶劑A返回步驟(2)使用。步驟(I)中所述的濕法磷酸的P2O5濃度為5(T65wt% ;所述的甲基異丁基酮和濕法磷酸的質(zhì)量比為3 8:1 ;萃取溫度為3(T50°C ；步驟(2)所述的稀釋劑為正丁醇、煤油、正己烷或環(huán)己烷；所述的溶劑A中磷酸三丁酯和稀釋劑的體積比為3 10:1 ;所述的溶劑A和一級萃余酸的質(zhì)量比為2 10:1，萃取溫度為30 50で。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的優(yōu)點在于通過分步使用不同種類的溶劑，使它們在各自適合的P2O5濃度范圍內(nèi)工作，發(fā)揮在分離容量或凈化能力方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)不同質(zhì)量等級磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品的聯(lián)產(chǎn)，降低磷資源高值化的代價，提高濕法磷酸綜合凈化率，為根據(jù)資源狀況和市場需求靈活安排生產(chǎn)提供了條件。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步說明實施例I :(I)在溫度為50°C的條件下，按照甲基異丁基酮和P2O5濃度為50wt%的濕法磷酸 的質(zhì)量比為8:1的比例萃取濕法磷酸，分相后得到負載甲基異丁基酮和一級萃余酸；(2)在溫度為50°C的條件下，使用磷酸三丁酯與正丁醇體積比為3:1的混合溶劑萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，所述的混合溶劑和一級萃余酸的體積比為10:1;(3)負載了磷酸的甲基異丁基酮通過加入碳酸鋇水溶液進一步脫除硫酸根雜質(zhì)，再經(jīng)過洗滌和用水反萃進一步脫除金屬雜質(zhì)，從而得到磷酸水溶液；將得到的磷酸水溶液經(jīng)吸附進一步脫除氟、砷等雜質(zhì)，再經(jīng)過精餾脫水制備食品級磷酸產(chǎn)品；(4)負載了磷酸的磷酸三丁酯與正丁醇混合溶劑用20wt%的氫氧化鈉水溶液按化學(xué)計量比(氫氧化鈉和磷酸的摩爾比為5:3)反萃制備三聚磷酸鈉；(5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用；(6)經(jīng)過反萃再生的磷酸三丁酯和正丁醇返回步驟(2)使用。 實施例2 (I)在溫度為40°C的條件下，按照甲基異丁基酮和P2O5濃度為55wt%的濕法磷酸的質(zhì)量比為6:1的比例萃取濕法磷酸，分相后得到負載甲基異丁基酮和一級萃余酸；(2)在溫度為40°C的條件下，使用磷酸三丁酯與正己烷體積比為5:1的混合溶劑萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，所述的混合溶劑和一級萃余酸的體積比為5:1 ;(3)負載了磷酸的甲基異丁基酮通過加入碳酸鋇水溶液進一步脫除硫酸根雜質(zhì)，再經(jīng)過洗滌和用水反萃進一步脫除金屬雜質(zhì)，從而得到磷酸水溶液；將得到的磷酸水溶液經(jīng)吸附進一步脫除氟、砷等雜質(zhì)，再經(jīng)過精餾脫水制備食品級磷酸產(chǎn)品；(4)負載了磷酸的磷酸三丁酯與正己烷混合溶劑用固含量20wt%的石灰乳按化學(xué)計量比(氫氧化鈣和磷酸的摩爾比為5:3)反萃制備羥基磷灰石；(5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用；(6)經(jīng)過反萃再生的磷酸三丁酯和正己返回步驟(2)使用。實施例3 (I)在溫度為30°C的條件下，按照甲基異丁基酮和P2O5濃度為60wt%的濕法磷酸的質(zhì)量比為3:1的比例萃取濕法磷酸，分相后得到負載甲基異丁基酮和一級萃余酸；(2)在溫度為30°C的條件下，使用磷酸三丁酯與環(huán)己烷體積比為10:1的混合溶劑萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，所述的混合溶劑和一級萃余酸的體積比為2:1;(3)負載了磷酸的甲基異丁基酮通過加入碳酸鋇水溶液進一步脫除硫酸根雜質(zhì)，再經(jīng)過洗滌和用水反萃進一步脫除金屬雜質(zhì)，從而得到磷酸水溶液；將得到的磷酸水溶液經(jīng)吸附進ー步脫除氟、神等雜質(zhì)，再經(jīng)過精餾脫水制備食品級磷酸產(chǎn)品；(4)負載了磷酸的磷酸三丁酯與環(huán)己烷混合溶劑用25wt%的氨水按化學(xué)計量比(氨和磷酸的摩爾比為3:1)反萃制備磷酸銨；(5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用；(6)經(jīng)過反萃再生的磷酸三丁酯和環(huán)己烷返回步驟(2)使用。實施例4 (I)在溫度為40°C的條件下，按照甲基異丁基酮和P2O5濃度為65wt%的濕法磷酸的質(zhì)量比為4:1的比例萃取濕法磷酸，分相后得到負載甲基異丁基酮和ー級萃余酸；(2)在溫度為40°C的條件下，使用磷酸三丁酯與煤油體積比為8:1的混合溶劑萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，所述的混合溶劑和ー級萃余酸的體積比為4:1 ;(3)負載了磷酸的甲基異丁基酮通過加入碳酸鋇水溶液進ー步脫除硫酸根雜質(zhì)，再經(jīng)過洗滌和用水反萃進一歩脫除金屬雜質(zhì)，從而得到磷酸水溶液；將得到的磷酸水溶液經(jīng)吸附進ー步脫除氟、神等雜質(zhì)，再經(jīng)過精餾脫水制備食品級磷酸產(chǎn)品；(4)負載磷酸三丁酯與煤油混合溶劑用20wt%的氫氧化鈉水溶液按化學(xué)計量比(氫氧化鈉和磷酸的摩爾比為5:3)反萃制備三聚磷酸鈉；(5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用；(6)經(jīng)過反萃再生的磷酸三丁酯和煤油返回步驟(2)使用。
權(quán)利要求
1.一種濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，包括如下步驟 (1)使用甲基異丁基酮萃取濕法磷酸，分相后得到負載了磷酸的甲基異丁基酮和一級萃余酸； (2)使用溶劑A萃取步驟(I)得到的一級萃余酸，分相后得到負載了磷酸的溶劑A和二級萃余酸；所述的溶劑A為磷酸三丁酯和稀釋劑的混合溶劑； (3)負載了磷酸的甲基異丁基酮經(jīng)過進一步凈化后，再用水或堿反萃制備食品級磷酸或磷酸鹽產(chǎn)品； (4)負載了磷酸的溶劑A經(jīng)過堿反萃制備工業(yè)級磷酸鹽產(chǎn)品； (5)經(jīng)過反萃再生的甲基異丁基酮返回步驟(I)使用； (6)經(jīng)過反萃再生的溶劑A返回步驟(2)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的濕法磷酸的P2O5濃度為50 65被％。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的甲基異丁基酮和濕法磷酸的質(zhì)量比為3 8:1 ;萃取溫度為3(T50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，步驟(2)所述的溶劑A和一級萃余酸的質(zhì)量比為2"10:1,萃取溫度為3(T50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，步驟(2)所述的溶劑A中磷酸三丁酯和稀釋劑的體積比為3 10:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的濕法磷酸分步萃取凈化工藝，其特征在于，步驟(2)所述的稀釋劑為正丁醇、煤油、正己烷或環(huán)己烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕法磷酸分步萃取凈化工藝，屬于化工分離技術(shù)領(lǐng)域。該工藝使用甲基異丁基酮萃取P2O5濃度為50~65wt%的濕法磷酸，分相后得到的一級萃余酸再用另一種溶劑A萃取，負載了磷酸的甲基異丁基酮和負載了磷酸的溶劑A分別經(jīng)反萃生產(chǎn)磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品并再生；所述的溶劑A為磷酸三丁酯和稀釋劑的混合溶劑，所述的稀釋劑選自正丁醇、煤油、正己烷或環(huán)己烷。本發(fā)明的工藝分步使用不同種類的溶劑，使它們在各自適合的P2O5濃度范圍內(nèi)萃取，發(fā)揮在分離容量或凈化能力方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)不同質(zhì)量等級磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品的聯(lián)產(chǎn)，降低磷資源高值化的代價，提高濕法磷酸綜合凈化率，為根據(jù)資源狀況和市場需求靈活安排生產(chǎn)提供了條件。
文檔編號C01B25/46GK102815685SQ201210284819
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者呂陽成, 駱廣生 申請人:清華大學(xué)